Обобщение и систематизация знаний
1. Определите отношение внутренней энергии неона к внутренней энергии гелия, количество вещества которых νНе = 1 моль и νNе = 3 моль, если они находятся при одинаковой температуре.
2. На рисунке 89 представлен график процесса перехода идеального одноатомного газа из состояния 1 в состояние 2. Определите приращение внутренней энергии газа в этом процессе.
3. На рисунке 90 представлен график процесса перехода идеального одноатомного газа определённой массы из состояния 1 в состояние 3. Определите отношение значений внутренней энергии газа в начальном и конечном состояниях.
4. В баллоне находится идеальный одноатомный газ, количество вещества которого ν = 2,4 моль, температура Т1 = 420 К. В результате изохорного перехода из одного состояния в другое давление газа уменьшилось от р1 = 860 кПа до р2 = 655 кПа. Определите приращение внутренней энергии газа.
5. При изобарном сжатии азота N2 внешняя сила совершила работу А′ = 400 Дж. При этом абсолютная температура газа уменьшилась от Т1 = 480 К до Т2 = 300 К. Определите массу азота.
6. График циклического процесса в идеальном газе представляет собой отрезки прямых, соединяющие точки с координатами А (1,8 · 105 Па; 1,5 л), В (1,8 · 105 Па; 4,5 л) и С (0,60 · 105 Па; 1,5 л). Определите работу, совершённую силой давления газа за цикл.
7. На рисунке 91 представлен график расширения идеального газа, взятого в количестве ν = 1,0 моль. Определите работу, совершённую силой давления газа при его переходе из состояния 1 в состояние 2.
8. Гелий, взятый в количестве ν = 2,00 моль, изобарно расширяется. При этом сила давления газа совершает работу А = 7,20 кДж. Концентрация атомов газа в конечном состоянии в α = 3,00 раза меньше, чем в начальном, а его масса не меняется. Определите начальную температуру гелия.
9. На рисунке 92 представлены графики зависимости температуры от времени для твёрдых кристаллических тел А и В. Полезная мощность нагревателей в обоих случаях одинаковая, а потерями энергии можно пренебречь. Выберите два верных утверждения.
1) Температура тела А растёт в четыре раза быстрее, чем температура тела В.
2) Тело А получает в два раза большее количество теплоты, чем тело В.
3) Тела А и В могут состоять из одного вещества, но масса mA тела А вдвое меньше массы mB тела В.
4) Тела А и В могут иметь одинаковую массу, но удельная теплоёмкость сА тела А в твёрдом состоянии вдвое меньше удельной теплоёмкости сВ тела В в твёрдом состоянии.
5) Тела А и В могут иметь одинаковую массу, но удельная теплоёмкость сА тела А в твёрдом состоянии вдвое больше удельной теплоёмкости сВ тела В в твёрдом состоянии.
10. Железный осколок падает из состояния покоя с высоты h = 800 м. Модуль скорости движения осколка в момент падения на поверхность Земли . Определите приращение температуры осколка за время падения. Удельная теплоёмкость железа
. Потерями энергии в окружающую среду пренебречь.
11. В теплоизолированный сосуд с водой, масса и температура которой mв = 1,6 кг и t0в = 8,0 °С соответственно, опустили кусок льда массой mл = 0,80 кг. После того как установилось тепловое равновесие, оказалось, что масса льда увеличилась на Δm = 20 г. Определите начальную температуру льда. Удельная теплоёмкость воды ; для льда: удельная теплоёмкость
, удельная теплота плавления
, температура плавления
. Теплоёмкостью сосуда пренебречь.
12. В теплоизолированном сосуде находится вода массой m1 = 1,2 кг, температура которой t = 0 °С. Из сосуда откачивают влажный воздух, в результате чего вода в сосуде кристаллизуется. Определите массу образовавшегося льда. Удельная теплота парообразования воды при температуре t = 0 °С составляет , а удельная теплота плавления льда
.
13. При сообщении идеальному одноатомному газу количества теплоты Q = 60 Дж его температура увеличилась при постоянном давлении на ΔT = 10 К. Определите количество вещества газа.
14. При изобарном расширении гелия массой m = 20 г его объём увеличился в α = 2,0 раза. Начальная температура гелия T1 = 300 К. Определите работу, совершённую силой давления газа при его расширении, и полученное газом количество теплоты.
15. С идеальным газом определённой массы осуществлён процесс, график которого представлен на рисунке 93. Определите: а) на каких участках графика работа газа положительная; б) на каких участках графика газ получал энергию, а на каких — отдавал. Заполните таблицу в тетради.
| Участок графика | Работа силы давления газа | Количество теплоты | Приращение внутренней энергии газа |
| 1 |
|||
| 2 |
|||
| 3 |
16. В герметично закрытом сосуде находится азот, температура которого Т1 = 300 К. Сосуд движется со скоростью, модуль которой υ = 38,6 . Определите установившуюся температуру азота при внезапной остановке сосуда. Удельная теплоёмкость азота при постоянном объёме сV = 745
. Теплоёмкостью сосуда и теплообменом с окружающей средой пренебречь.
17. Мощность идеального теплового двигателя N = 10,0 кВт. Температура нагревателя Т1 = 550 К, холодильника Т2 = 300 К. Определите количество теплоты, получаемое от нагревателя, и количество теплоты, отдаваемое холодильнику, за промежуток времени τ = 10,0 с.