Задачи для самостоятельного решения

1. Вычислить массу m атома азота. [2, 33∙ 10^-26 кг]

2. Плотность газа р при давлении p = 96 кПа и темпе­ратуре t =0°С равна 1, 35 г/л. Найти молярную массу М газа. [32∙ 10" ³ кг/моль]

3. Определить давления p₁ и p₂ газа, содержащего N= 10⁹ молекул и имеющего объем V=1 см³, при темпе­ратурах T ₁=3К и T ₂=1000К. [41, 4 нПа; 13, 8 мкПа]

4.При температуре t=35°С и давлении р==708 кПа плотность некоторого газа р== 12, 2 кг/м³. Определить относительную молекулярную массу Mr газа, [44, 1]

5.Какой объем V занимает смесь азота массой m ₂ = 1 кг и гелия массой m ₁= 1 кг при нормальных услови­ях? [6, 4 м³]

6.В баллоне вместимостью V=15 л находится смесь, содержащая m ₁= 10 г водорода, m ₂=54 г водяного пара и m ₃=60г оксида углерода. Температура смеси t=27°. Определить давление. [1, 69 МПа]

7.Найти полную кинетическую энергию, а также кинетическую энергию вращательного движения одной молекулы аммиака N Нз при температуре t =27°С. [1, 24-10^-20 Дж; 6, 2∙ 10^-21 Дж]

8.Определить удельные теплоемкости с _v и c_p газо­образного оксида углерода СО. [743 Дж/ (кг ∙ К); 1, 04 кДж/ (кг∙ К)]

9.Смесь газа состоит из кислорода O₂ с массовой долей w₁=85% и озона О₃ с массовой долей w=15%. Определить удельные теплоемкости c_v и c_p этой газовой смеси. [629 Дж/(кг∙ К); 877 Дж/ (кг∙ К).

10.Газовая смесь состоит из азота массой m ₁==3кг и водяного пара массой m ₂== 1 кг. Принимая эти газы за идеальные, определить удельные теплоемкости c_v и c_pгазовой смеси. [902 Дж/(кг∙ К); 1, 24 кДж/(кг∙ К)]

11.Молекула газа состоит из двух атомов; разность удельных теплоемкостей газа при постоянном давлении и постоянном объеме равна 260 Дж/(кг∙ К). Найти мо­лярную массу газа и его удельные теплоемкости c_v и c_p. [32∙ 10^-3 кг/моль; 650 Дж/(кг∙ К); 910 Дж/(кг∙ К)].

12.Найти среднюю длину (l) свободного пробега мо­лекулы водорода при р = 133 мПа и t= — 173°С. [4, 4 см].

13.Один киломоль двух­атомного идеального газа совершает замкнутый цикл, график которого изображен на рис. 9. Определить: 1) те­плоту Q ₁, полученную от теплоотдатчика; 2) теплоту Q ₂, переданную теплоприемнику; 3) работу A, совер­шаемую газом за один цикл, 4) термический КПД η цик­ла. [7, 61 МДж; 7, 19 МДж; 0, 4 МДж; 5, 3%].

14.Водород занимает объем V = 10 м³ при давлении р₁==0, 1МПа. Его нагрели при постоянном объеме до давления p₂=0, 3 МПа. Определить изменение ∆ U внут­ренней энергии газа, работу A, совершенную им, и тепло­ту Q, сообщенную газу. [5 МДж; 0; 5 МДж]

15.Кислород при неизменном давлении р=80кПа нагревается. Его объем увеличивается от V₁=1 м³ до V₂= Зм³. Определить изменение ∆ U внутренней энергии кислорода, работу A, совершенную им при расширении, а также теплоту Q, сообщенную газу. [400 кДж; 160 кДж; 560 кДж]

16.В цилиндре под поршнем находится азот, имею­щий массу m =0, 6 кг и занимающий объем V₁== l, 2 M ³, при температуре T ₁==560 К. В результате нагревания газ расширился и занял объем V₂== 4, 2м³, причем темпера­тура осталась неизменной. Найти изменение ∆ U внутрен­ней энергии газа, совершенную им работу A и теплоту Q, сообщенную газу. [0; 126 кДж; 126 кДж].

17.В бензиновом автомобильном двигателе степень сжатия горючей смеси равна 6, 2. Смесь засасывается в цилиндр при температуре t ₁==15°C. Найти температуру t ₂ горючей смеси в конце такта сжатия. Горючую смесь рассматривать как двухатомный идеальный газ; процесс считать адиабатным. [324°С].

18.Газ совершает цикл Карно. Температура теплоотдатчика в три раза выше температуры теплоприемника. Теплоотдатчик передал газу Q ₁=41, 9кДж теплоты. Какую работу совершил газ? [28, 1 кДж]

19.Какую энергию надо затратить, чтобы выдуть мыльный пузырь диаметром d= 12 см? Каково будет добавочное давление внутри этого пузыря? [3, 62мДж; 2, 66 Па]

20.На нижнем конце трубки диаметром d =0, 2 см повисла шарообразная капля воды. Найти диаметр этой капли. [4.42 мм]

21.В сосуд с ртутью частично погружены две вер­тикально расположенные и параллельные друг другу стеклянные пластинки. Расстояние между пластинками d= 1 мм. Определить разность ∆ h уровней ртути в сосуде и между пластинками, краевой угол принять равным 138°. [—5, 57 мм]