Азот 12,3 43,4 31,1

В цилиндре компрессора сжимают идеальный одноатомный газ, количество вещества которого 4 моль. Определите, насколько поднялась температура газа за один ход поршня, если при этом была совершена работа 500 Дж. Процесс считайте адиабатным.

 

Дано: Газ одноатомный 4моль A = 500 Дж Процесс адиабатный Решение: Известно, что в адиабатном процессе Изменение внутренней энергии для одноатомного газа можно найти по формуле: Т.О. Дж; К .
 

 

 

173. В сосуд, содержащий 2,8 л воды при 20°С, бросают кусок стали массой 3 кг, нагретый до 460°С. Вода нагревается до 60°С, а часть ее обращается в пар. Найти массу воды, обратившейся в пар. Теплоёмкостью сосуда пренебречь.

 

 

Дано: Решение: По условию задачи в теплообмене участвуют два тела: вода и сталь.
(количество теплоты, которое получает вода) (Количество теплоты, которое отдает сталь)

На основе этого равенства составили уравнение теплого баланса.

Т.к. в процессе теплообмена вода нагревается от до , а часть её массой успевает нагреться от температуры до температуры кипения и обратиться в пар, то

Сталь, остывая от температуры до температуры , отдает количество теплоты
(масса пара)
    Уравнение теплового баланса:   Решая уравнение, находим массу воды, обратившейся в пар m3

;

;

Ответ: в пар обратилось 33г воды.

174. В процессе работы тепловой машины за некоторое время рабочим телом было получено от нагревателя количество теплоты , передано холодильнику . Вычислите КПД машины и сравните его с максимально возможным КПД, если температуры нагревателя и холодильника соответственно равны 250и 30.

Дано: t2 = 30˚C   Решение:    

Ответ: к.п.д. реального теплового двигателя 20%, идеальной тепловой машины 42%.

 

175. Сколько дров надо сжечь в печке с КПД 40%, чтобы получить из 200 кг снега, взятого при температуре -10, воду при 20?

Дано: дрова: процесс – сгорание снег: процессы: 1) нагревание снега от t1 до tпл. 2)плавление снега 3)нагревание воды, полученной из снега от tпл. до t2 (масса дров) Решение: Уравнение теплового баланса составляем на основе равенства - количество теплоты выделяемое при сгорании дров - количество теплоты, которое идет на нагревание снега, его плавление и нагревание полученной воды т.к. , то   или  

; ;

;

 

 

Ответ: нужно сжечь ≈ 21,8 кг дров.

Задачи для самостоятельного решения

176. Какова внутренняя энергия 10 моль одноатомного газа при 27? (37,4кДж)

177. На сколько изменится внутренняя энергия гелия массой 200г при увеличении температуры на 20? (на 12,5кДж)

178. Какова внутренняя энергия гелия, заполняющего аэростат объемом 60при давлении 100 кПа?(9МДж)

179. Каково давление одноатомного газа, занимающего объем V=2 л, если его внутренняя энергия U=300 Дж? (100кПа)

180. Какую работу совершает кислород массой 320 г при изобарном нагревании на 10К? (831Дж)

181. В вертикально расположенном цилиндре с площадью основания 1под поршнем массой 10 кг, скользящим без трения, находится воздух. При изобарном нагревании воздуха поршень поднялся на 20см. Какую работу совершил воздух, если наружное давление равно 100 кПа? (220Дж)

182. Какую работу совершил воздух массой 290 г при его изобарном нагревании на 20 K и какое количество теплоты ему при этом сообщили? (1,7кДж; 5,8кДж)

183. При каком расширении газа изобарном или изотермическом от объема V1 до объемаV2 совершается большая работа?

184. Для получения газированной воды через воду пропускают сжатый углекислый газ. Почему температура воды при этом понижается?

185. В сосуд, на дне которого была вода, накачали воздух. Когда открыли кран и сжатый воздух вырвался наружу, сосуд заполнился водяным туманом. Почему это произошло?

186.Какое количество теплоты необходимо для изохорного нагревания гелия массой 4кг на 100К (1,25·106Дж)

187. Для изобарного нагревания газа, количество вещества которого 800 моль, на 500 K ему сообщили количество теплоты 9,4 МДж. Определить работу газа и приращение его внутренней энергии. (3,3МДж; 6,1МДж)

188. Газ массой m изобарно нагрели на. Найти: 1) работу A', совершенную газом; 2) количество теплоты Q, сообщенное газу; 3) изменение внутренней энергии

Газ Параметры
m, кг
Азот 0,51
Водород 0,066
Воздух 0,31
Гелий 1,1
Кислород 0,007

(газ А'(кДж) Q(кДж) ΔU(кДж)