Вопросы по теме (на что ориентироваться при выполнении задания)
Уравнение состояния идеального газа. Изопроцессы.
Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа.
Абсолютная температурная шкала.
Температура как мера кинетической энергии теплового движения молекул.
Число степеней свободы молекул.
Внутренняя энергия идеального газа.
Работа газа при изменении объема. Графическое определение величины работы.
Первое начало термодинамики и его применение к изопроцессам.
Молярные теплоемкости идеального газа при постоянном объеме Сv и при постоянном давлении Ср. Связь между Сv и Ср. Удельная теплоемкость.
Циклические процессы. Цикл Карно. КПД тепловых машин.
Энтропия.
Задание к контрольной работе
Задача 1. Газ массой m, находящийся в закрытом сосуде объемом V при температуре t1 нагревают до температуры t2.
Определите плотность газа, концентрацию молекул газа, давления р1 и р2 до и после нагревания, среднюю кинетическую энергию молекул газа до нагревания, изменение внутренней энергии газа.
Таблица 1
№ варианта
Газ
О2
СО2
Не
Н2
N2
Ar
СО2
О2
Не
N2
m, г
V, л
t1, 0С
t2, 0С
Вопросы для самоконтроля №№ 1, 2, 3, 4, 5, 6.
Задача 2. Некоторая масса газа занимает объем V1 при температуре t1 и давлении р1. Переходя в другое состояние, газ имеет параметры V2 и р2. Определите работу, совершенную газом при расширении, изменение внутренней энергии при переходе из состояния 1 в состояние 2 и полученное газом количество теплоты. Конкретный процесс перехода 1 ® 2 и значения данных величин приведены в табл.8 и на рис.1.
Таблица 2
№ варианта
Газ
О2
Не
Ar
СО2
Не
Н2
СО2
О2
Ar
СО
р1, Па
V1, л
3,3
1,5
1,5
р2, Па
V2, л
4,5
5,5
5,5
2,5
Процесс
а
а
в
в
с
с
d
d
e
e
Задача 3. Для некоторого газа с молярной массой m известно соотношение Ср/Сv. Определите удельные теплоемкости газа при постоянном давлении (Ср) и при постоянном объеме (Сv). Численные значения данных величин приведены в табл.3.
Таблица 3
№ варианта
Ср/Сv
1,67
1,67
1,4
1,4
1,67
1,4
1,67
1,33
1,33
1,33
m, 10-3 кг/моль
20,2
Задача 4. Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно. При этом N процентов количества теплоты, получаемой от нагревателя, передается холодильнику. Машина получает от нагревателя при температуре t1 количество теплоты Q. Определите КПД цикла; работу, совершаемую за один цикл, и температуру холодильника t2.
Численные значения данных величин приведены в табл.4
Таблица 4.
№ варианта
N, %
Q, кДж
6,28
3,14
12,56
t1, 0С
Задача 5. В результате нагревания массы m некоторого газа его температура увеличилась от Т1 до Т2 = kТ1, а энтропия – на DS. При каких условиях (при постоянном объеме или при постоянном давлении) происходило нагревание?
Численные значения данных величин приведены в табл. 5.