Обобщение и систематизация знаний

1. Определите отношение внутренней энергии неона к внутренней энергии гелия, количество вещества которых ν_Не = 1 моль и ν_Nе = 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 m_A тела А вдвое меньше массы m_B тела В.

4) Тела А и В могут иметь одинаковую массу, но удельная теплоёмкость с_А тела А в твёрдом состоянии вдвое меньше удельной теплоёмкости с_В тела В в твёрдом состоянии.

5) Тела А и В могут иметь одинаковую массу, но удельная теплоёмкость с_А тела А в твёрдом состоянии вдвое больше удельной теплоёмкости с_В 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 «math xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mi»v«/mi»«mo»§#160;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#160;«/mo»«mn»35«/mn»«mo»§#160;«/mo»«mfrac»«mi mathvariant=¨normal¨»§#1084;«/mi»«mi mathvariant=¨normal¨»§#1089;«/mi»«/mfrac»«/math». Определите приращение температуры осколка за время падения. Удельная теплоёмкость железа «math xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mi»c«/mi»«mo»§#160;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#160;«/mo»«mn»460«/mn»«mo»§#160;«/mo»«mfrac»«mi»§#1044;§#1078;«/mi»«mrow»«mi»§#1082;§#1075;«/mi»«mo»§#183;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»§#1050;«/mi»«/mrow»«/mfrac»«/math». Потерями энергии в окружающую среду пренебречь.

11. В теплоизолированный сосуд с водой, масса и температура которой m_в = 1,6 кг и t_0в = 8,0 °С соответственно, опустили кусок льда массой m_л = 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 «math xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«msub»«mi»c«/mi»«mi mathvariant=¨normal¨»§#1074;«/mi»«/msub»«mo»§#160;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#160;«/mo»«mn»4«/mn»«mo»,«/mo»«mn»2«/mn»«mo»§#183;«/mo»«msup»«mn»10«/mn»«mn»3«/mn»«/msup»«mo»§#160;«/mo»«mfrac»«mi»§#1044;§#1078;«/mi»«mrow»«mi»§#1082;§#1075;«/mi»«mo»§#183;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»§#1050;«/mi»«/mrow»«/mfrac»«/math»; для льда: удельная теплоёмкость «math xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«msub»«mi»c«/mi»«mi mathvariant=¨normal¨»§#1083;«/mi»«/msub»«mo»§#160;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#160;«/mo»«mn»2«/mn»«mo»,«/mo»«mn»1«/mn»«mo»§#183;«/mo»«msup»«mn»10«/mn»«mn»3«/mn»«/msup»«mo»§#160;«/mo»«mfrac»«mi»§#1044;§#1078;«/mi»«mrow»«mi»§#1082;§#1075;«/mi»«mo»§#183;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»§#1050;«/mi»«/mrow»«/mfrac»«/math», удельная теплота плавления «math xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mi mathvariant=¨normal¨»§#955;«/mi»«mo»§#160;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#160;«/mo»«mn»3«/mn»«mo»,«/mo»«mn»4«/mn»«mo»§#183;«/mo»«msup»«mn»10«/mn»«mn»5«/mn»«/msup»«mo»§#160;«/mo»«mfrac»«mi»§#1044;§#1078;«/mi»«mi»§#1082;§#1075;«/mi»«/mfrac»«/math», температура плавления «math xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«msub»«mi»t«/mi»«mi»§#1087;§#1083;«/mi»«/msub»«mo»§#160;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#160;«/mo»«mn»0«/mn»«mo»,«/mo»«mn»0«/mn»«mo»§#160;«/mo»«mo»§#176;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»§#1057;«/mi»«/math». 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 «math xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mi»L«/mi»«mo»§#160;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#160;«/mo»«mn»2«/mn»«mo»,«/mo»«mn»5«/mn»«mo»§#183;«/mo»«msup»«mn»10«/mn»«mn»6«/mn»«/msup»«mo»§#160;«/mo»«mfrac»«mi»§#1044;§#1078;«/mi»«mi»§#1082;§#1075;«/mi»«/mfrac»«/math», а удельная теплота плавления льда «math xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mi mathvariant=¨normal¨»§#955;«/mi»«mo»§#160;«/mo»«mo»=«/mo»«mo»§#160;«/mo»«mn»3«/mn»«mo»,«/mo»«mn»4«/mn»«mo»§#183;«/mo»«msup»«mn»10«/mn»«mn»5«/mn»«/msup»«mo»§#160;«/mo»«mfrac»«mi»§#1044;§#1078;«/mi»«mi»§#1082;§#1075;«/mi»«/mfrac»«/math».

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.

16. В герметично закрытом сосуде находится азот, температура которого Т₁ = 300 К. Сосуд движется со скоростью, модуль которой υ = 38,6 «math xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mfrac»«mi mathvariant=¨normal¨»§#1084;«/mi»«mi mathvariant=¨normal¨»§#1089;«/mi»«/mfrac»«/math». Определите установившуюся температуру азота при внезапной остановке сосуда. Удельная теплоёмкость азота при постоянном объёме с_V = 745 «math xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mfrac»«mi»§#1044;§#1078;«/mi»«mrow»«mi»§#1082;§#1075;«/mi»«mo»§#183;«/mo»«mi mathvariant=¨normal¨»§#1050;«/mi»«/mrow»«/mfrac»«/math». 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.