Зборнік задач па курсе агульнай фізікі
Выдавец: Вышэйшая школа
Памер: 276с.
Мінск 1993
13.15. Закрыты балон ёмістасцю 0,80 м3 запоўнены азотам пад ціскам 2,3 МПа пры тэмпературы 20 ° С. Колькасць цеплыні, перададзенай газу, роўная 4,6 МДж. Вызначыць тэмпературу і ціск у канцы працэсу.
13.16. Двухатамны газ знаходзіцца ў закрытым балоне ёмістасцю 5,0 дм 3 пад ціскам 0,20 МПа. Пасля награвання ціск у балоне павялічыўся ў 4 разы. Вызначыць колькасць цеплыні, перададзенай газу.
13.17. У цыліндры дыяметрам d = 40 см змяшчаецца двухатамны газ аб’ёмам V= 80 дм . На колькі неабходна павялічыць нагрузку поршня пры падводзе колькасці цеплыні Q = 84 Дж, каб поршань не прыйшоў у ру ?
13.18. Начарціць для ідэальнага газу прыкладныя графікі ізахорнага, ізабарнага, ізатэрмічнага і адыябатнага працэсаў на дыяграмах: a) р, V; б) р, Т; в) V, Т.
13.19. Двухатамны газ, які знаходзіцца пры тэмпературы 250 °C, сціскаюць ізатэрмічна так, што яго аб’ём памяншаецца ў 3 разы. Затым газ расшыраецца адыябатна да пачатковага ціску. Знайсці тэмпературу газу ў канцы адыябатнага расшырэння.
13.20. Двухатамны газ, які знаходзіцца пры тэмпературы 22 0 С, адыябатна сціскаюць так, што яго ціск узрастае ў 2 разы, а затым ахалоджваюць пры пастаянным аб’ёме да пачатковага ціску. Вылічыць канечную тэмпературу газу.
13.21. У якім выпадку ідэальны газ пры аднолькавым павелічэнні аб’ёму выконвае большую работу: пры ізабарным, ізатэрмічным ці адыябатным працэсе?
13.22. У якім выпадку над ідэальным газам пры аднолькавай ступені яго сціскання п = /У2 выконваецца большая работа: пры ізабарным,
ізатэрмічным ці адыябатным працэсе?
13.23. Кісларод масай 64 г нагрэлі на 20 К пры пастаянным ціску. Знайсці работу, выкананую газам.
13.24. Газ, які займае аб’ём 22 дм пад ціскам 0,10 МПа, ізабарна нагрэты ад 20 да 100 ° С. Вызначыць работу, выкананую газам.
13.25. Трохатамны газ, які складаецца з жорсткіх (аб’ёмных) малекул, выконвае работу 245 Дж. Якая колькасць цеплыні была падведзена да газу, калі ён расшыраецца: 1) ізабарна; 2) ізатэрмічна?
13.26. У час ізабарнага сціскання пры пачатковай тэмпературы 100 ° С аб’ём кіслароду масай 10 кг паменшыўся ў 1,25 раза. Вызначыць работу, выкананую газам, і колькасць адведзенай цеплыні.
13.27. Нарыс. 13.1 паказаны графікі ізапрацэсаў у каардынатах р, V. Як зменіцца ўнутраная энергія ідэальнага газу ў ходзе кожнага з працэсаў?
13.28. Начарціць для ідэальнага газу прыкладныя графікі: а) ізахорнага, ізабарнага і адыябатнага працэсаў на дыяграме U, Т; б) ізахорнага, ізабарнага, ізатэрмічнага і адыябатнага працэсаў на дыяграмах U, V і U, р.
13.29. Ідэальны газ некаторай масы пераходзіць з стану а ў стан b двума
Рыс.13.3 Рыс.13.4
рознымі спосабамі: 1 і 2 (рыс. 13.2). Ці аднолькавыя ў кожным працэсе: а) работа, выкананая газам; б) прырашчэнне яго ўнутранай энергіі; в) перададзеная газу колькасць цеплыні?
13.30. Некаторая колькасць ідэальнага газу пераходзіць з стану а ў стан b з дапамогай двух розных працэсаў: 1 і 2 (рыс. 13.3). Пры якім працэсе работа, выкананая газам, будзе дадатнай, а пры якім — адмоўнай?
13.31. Аргон масай 10,0 г нагрэты на 100 К пры пастаянным ціску. Вызначыць колькасць цеплыні, перададзенай газу, прырашчэнне ўнутранай энергіі і работу, выкананую газам.
13.32. Якая частка цеплыні, падведзенай да ідэальнага газу пры ізабар ным працэсе, расходуецца на павелічэнне яго ўнутранай энергіі і якая — на работу пры расшырэнні ў выпадку: а) аднаатамных; б) двухатамных з жорсткімі малекуламі; в) трохатамныхзжорсткімі (аб’ёмнымі) малекуламі газаў?
13.33. Аднаатамны газ, які знаходзіцца пад ціскам 0,30 МПа, ізабарна расшыраецца ад 2,0 да 7,0 дм . Вызначыць работу, выкананую газам, і прырашчэнне яго ўнутранай энергіі.
13.34. Пры ізабарным расшырэнні некаторай масы трохатамнага газу з жорсткімі (аб’ёмнымі) малекуламі, які знаходзіцца пад ціскам 0,2 МПа, унутраная энергія яго змянілася на 4,8 кДж. Знайсці прырашчэнне аб’ёму газу.
13.35. Вуглякіслы газ масай 4,4 г пад ціскам 0,10 МПа пры тэмпературы 87 °C адыябатна сціскаюць да 1/20 яго пачатковага аб’ёму. Вызначыць канечную тэмпературу і ціск газу, прырашчэнне ўнутранай энергіі і работу, выкананую газам.
13.36. Які аб’ём сціснутага двухатамнага газу трэба зрасходаваць для выканання работы 250 кДж, калі пры адыябатным расшырэнні аб’ём яго павялічваецца ў 2 разы пры пачатковым ціску 0,18 МПа?
13.37. Пры памяншэнні аб’ёму кіслароду ад = 20 дм3 да У2 = Юдм3 яго ціск узрос ад pj =0,10 МПа да р2 = 0,25 МПа. Якое прырашчэнне ўнутранай энергіі газу?.
13.38. Гелій масай 20 г, які змяшчаецца ў цыліндры пад поршнем, вельмі павольна пераводзяць з стану 1 (рх = 0,41 МПа, = 32 дмэ ) у стан 2 (р2 = =1,6 МПа, V2 = 9,0 дм ). Якой найбольшай тэмпературы дасягае газ пры гэтым працэсе, калі графік залежнасці ціску ад аб’ёму — прамая лінія (рыс. 13.4)?
13.39. Ідэальны газ пераводзяць з стану 1 у стан 3 з дапамогай ізабарнага іізатэрмічнагапрацэсаў (гл.рыс. бдаадказу 11.18). Дадатныяціадмоўныя: работа А', выкананая газам, і колькасць цеплыні Q, атрыманай газам, у кожным з зазначаных працэсаў?
13.40. У выніку адыябатнага расшырэння кіслароду масай 3,2 г, які знаходзіцца пры тэмпературы 20 ° С, ціск паменшыўся ад 1,0 да 0,38 МПа. Вызначыць: 1) у колькі разоў павялічыўся аб’ём; 2) тэмпературу ў канцы працэсу; 3) якую колькасць цеплыні неабходна надаць газу пры пастаянным аб’ёме, для таго каб тэмпература зноў павысілася да 20 ° С; 4) які пры гэтым установіцца ціск?
13.41. У цыліндры пад поршнем знаходзіцца двухатамны газ у колькасці 1 моль пры тэмпературы 27 ° С. Спачатку газ расшыраецца адыябатна так, што аб’ём яго павялічваецца ў 5 разоў, а затым сціскаецца ізатэрмічна да першапачатковага аб’ёму. Вызначыць выкананую газам работу.
13.42. Паветра масай 0,50 кг ізатэрмічна сціскаюць ад 0,10 да 1,0 МПа, пры гэтым выконваецца работа 103 кДж. У канцы сціскання пры пастаянным ціску да паветра падводзіцца колькасць цеплыні, роўная адведзенай раней пры ізатэрмічным сцісканні. Вызначыць тэмпературу і аб’ём у канцы кожнага з гэтых працэсаў.
13.43. Ідэальны газ переходзіць з стану 1 (р1 , , Т\ ) у стан 2 (р2 , Kj ,
Т2). Затым з стану 2 газ павольна адыябатна пераходзіць у стан 3 (р3 , У3 , Т3 ). Вядома, што пры пераходзе 2—3 газ выконвае работу, роўную колькасці цеплыні, перададзенай яму пры пераходзе 1—2. Паказаць, што = = Tj . Начарціць працэсы 1—2 і 2—3 на дыяграме V,T.
13.44. Цыкл, адпаведны працэсу, які адбываецца з ідэальным газам некаторай масы, складаецца з дзвюх ізабар і дзвюх ізатэрм (рыс. 13.5). Начарціць цыкл у каардынатах (Т, р), (р, Т) і (U, V) і высветліць, на якіх участках работа, выкананая газам, А' < 0, а на якіх А' > 0.
13.45. Ідэальны газ выконвае цыкл, які складаецца з дзвюх ізатэрм і дзвюх ізахор (рыс. 13.6). Начарціць гэты працэс у каардынатах (р, Т), (р, Т) і (U, V) і высветліць, як змяняецца
ўнутраная энсргія газу на кожным участку.
13.46. Калі ідэальны газ выконвас працэс 1—2—3 <рыс. 13.7), то яму надаецца колькасць цеплыні Q. Якая колькасць цеплыні перадаецца газу ў працэсе 1—4—32
13.47. Трохатамны газ з жорсткімі (аб’ёмнымі) малекуламі аб’ёмам 20 дм3 , які знаходзіўся пад ціскам 0,10 МПа, пераведзены ў стан, пры якім яго аб’ём павялічыўся ў 2 разы, а ціск у 3 разы. Вызначыць колькасць цеплыні, нсабходнай газу для гэтага пераходу, змяненне яго ўнутранай энергіі, a таксама работу, выкананую газам, пры ўмовах, што пераходадбываецца па шляху: 1) 1—3—2; 2) 1—2; 3) 1—4—2 (рыс. 13.8)
13.48. Газаб’ёмам50 дм , якізнаходзіцй.ападціскамО,ЗОМПа,ізахорна награваюць да той пары, пакуль ціск яго павялічыцца ў 2 разы, пасля чаго газ ізатэрмічна расшыраюць да пачатковага ціску і нарэшце яго ахалоджваюць пры пастаянным ціску да пачатковага аб’ёму. Вызначыць работу, выкананую газам у кожным з гэтых працэсаў.
13.49. Валейбольны мяч масай т = 200 г і аб’ёмам V = 8,0 дм3 напампаваны да лішкавага ціску р = 20 кПа. Затым ён быў падкінуты на вышыню h = 20 м і пасля падзення на цвёрды грунт падскочыў амаль на тую ж вышыню. Ацаніць максімальную тэмпературу паветра ў мячы ў момант удару аб грунт. Тэмпература вонкавага паветра Т = 300 К.
13.50. У всртыкальным цыліндры знаходзіцца ідэальны аднаатамны газ у колькасці v моль. Цыліндр закрыты зверху поршнем масай т і плошчаю 5. Спачатку поршань утрымліваўся нерухома, газ у цыліндры займаў аб’ём Уо і меў тэмпературу TQ. Затым поршань вызвалілі і пасля некалькіх ваганняў ён прыйшоў у стан спакою (усе сілы трэння, а таксама цеплаёмістасць поршня і цыліндру не ўлічваць). Знайсці тэмпературу і аб’ём газу пры новым месцы знаходжання поршня. Уся сістэма цеплаізалявана. Атмасферны ціск .роўны р 0.
13.51. У размешчаным гарызантальна цыліндры з аднаго боку ад замацаванага поршня знаходзіцца ідэальны газ у колькасці 1 моль. У другой частцы цыліндру — вакуум. Спружын; размсшчаная паміж поршнем і сценкай цыліндру (рыс. 13.9), знаходзіцца ў нсдэфармаваным станс Цыліндр цеплаізаляваны ад навакольнага асяроддзя. Поршань вызваля-
5 Зак. 5409
65
Рыс.13.9
Рыс.13.10
юць, і пасля ўстанаўлення раўнавагі аб’ём, займаемы газам, павялічваецца ўдвая. Як зменіцца тэмпература газу і яго ціск? Цеплаёмістасць цыліндра, поршня і спружыны не ўлічваць.
13.52. Цыліндрычнае паглыбленне зачынена поршнем А, што свабодна рухаецца. Пад ім засталася камера ёмістасцю 38см , запоўненая паветрам пры нармальных умовах (рыс. 13.10). На поршань падае груз В масай 1,5 кг з вышыні 0,50 м. Вызначыць тэмпературу паветра пасля сціскання яго ўпаўшым грузам, калі лічыць сцісканне адыябатным працэсам.
13.53. Нерухомы балон змяшчае вуглякіслы газ аб’ёмам 20 дм пад ціскам 3,0 МПа пры тэмпературы 27 0 С. 3 якой скорасцю пачне рухацца балон, калі адчыніць выпускны вентыль? Маса балона 20 кг.
13.54. У выніку палітрапічнага сціскання ад 0,100 да 0,800 МПа аб’ём 18,0 м3 паветра паменшыўся ў 6 разоў. Вызначыць паказальнік палітропы і работу, выкананую газам пры сцісканні.
13.55. Азотмасай 1,0 кг, які знаходзіцца прытэмпературы 700° С іціску 2,5 МПа, палітрапічна расшыраецца да ціску 0,10 МПа. Вызначыцьтэмпературу ў канцы працэсу і работу, выкананую газам. Паказальнік палітропы п = 1,18.
13.56. Ідэальны двухатамны газ у колькасці 1 моль расшыраецца па палітропе з паказальнікам л = 1,2, пры гэтым тэмпература газу памяншаецца на 1,0 К. Вызначыць: 1) малярную цеплаёмістасць газу пры гэтым працэсе; 2) колькасць цеплыні, атрыманай газам; 3) работу, выкананую газам.
КНІГІ ОНЛАЙН
