Здавалка
Главная | Обратная связь

Задачи для самостоятельного решения



1. Определить число молекул азота в единице объема при нормальных условиях. Каково среднее расстояние L между молекулами азота в этих условиях? Сравните это расстояние с диаметром d молекулы.

(Ответ: n = 2,269 . 10 25 м – 3; L = 33 . 10 – 10 м; L = 10 d.)

2. Современные вакуумные насосы позволяют получать давления до р = 4.10– 15 атм при 300 К. Найти число молекул азота в 1 см3 и среднее расстояние между ними при этом давлении. (Ответ: n = 1.10– 5 см– 3; l = 0,2 мм.)

3. Плотность смеси гелия и азота при нормальных условиях r = 0,60 г/л. Найти концентрацию атомов гелия в данной смеси.

(Ответ: n = 1,6 . 1019см-3.)

4. Найти молярную массу и число степеней свободы молекул газа, если известны его удельные теплоемкости: Cv = 0,65 Дж /(г.К) и Ср = 0,91 Дж /(г.К). (Ответ: М = 32 . 10 – 3 кг /моль; i = 5.)

5. В сосуде находится смесь 10 г углекислого газа и 15 г азота. Найти плотность этой смеси при 300 К и давлении 1,5.105 Па. (Ответ: r =1,98 кг/м3)

6. Средняя квадратичная скорость молекул газа при нормальных условиях равна 461м/с. Какое количество молекул содержится в 1 г этого газа? (Ответ: N = 1,88 . 10 22 мол.)

7. Насос лабораторной керосиновой горелки забирает за одно качание 35 см 3 воздуха; объем резервуара, свободный от керосина, равен 0,42л. Какое давление установится в резервуаре после 20 качаний, если температура резервуара поднялась от 13 до 520С? (Ответ: р = 2,9 атм.)

8. Давление воздуха в баллоне колеса автомобиля 60 ходами поршневого насоса доводят с 1 атм до такого давления чтобы площадь соприкосновения баллона с дорогой была 100 см2 при нагрузке на колесо 1.4 кН. Определить емкость поршневого насоса, если емкость баллона 155 л. (Ответ: V = 1 л.)

9. Вычислить массу m атома азота. (Ответ: 2, 33 . 10 – 26 кг.)

10. Плотность газа r при давлении р = 96 кПа и температуре t = 0 оС равна 1,35 г/л. Найти молярную массу М газа. (Ответ: 32 . 10 – 3 кг /моль.)

11.Определить давление р1 и р2 газа, содержащего N = 109 молекул и имеющего объем V = 1 см 3 при температуре Т1 = 3 К и Т2 = 1000 К. (Ответ: 41,4 нПа; 13,8 мкПа.)

12. При температуре t = 35 oС и давлении р = 708 кПа плотность некоторого газа r = 12,2 кг/м3. Определить относительную молекулярную массу ma газа. (Ответ: 44,1)

13. Какой объем V занимает смесь азота массой m1 = 1кг и гелия массой m2 = 1 кг при нормальных условиях? (Ответ: 6,4 м 3)

14. В баллоне вместимостью V = 15 л находится смесь, содержащая m1= 10 г водорода, m2 = 54 г водяного пара и m3 = 60 г окиси углерода. Температура смеси t = 27 oС. Определить давление. (Ответ:1,69 МПа)

15. Найти полную кинетическую энергию, а также кинетическую энергию вращательного движения одной молекулы аммиака NH3 при температуре t = 270С. (Ответ: 1,24 . 10 20 Дж; 6,2 . 10 21 Дж)

16. Определить удельные теплоемкости сv и cp газообразной окиси углерода СО. (Ответ: 743 Дж /(кг . К); 1,04 кДж /(кг . К)).

17. Смесь газа состоит из кислорода (О2) с массовой долей w1 = 85% и озона (О3) с массовой долей w2 = 15 %. Определить удельные теплоемкости сv и ср этой газовой смеси. (Ответ: 629 Дж /(кг . К); 877 Дж /(кг . К)).

18. Газовая смесь состоит из азота массой m1 = 3 кг и водяного пара массой m2 = 1 кг. Принимая эти газы за идеальные, определить удельные теплоемкости сv и ср газовой смеси. (Ответ: 902 Дж /(кг . К);

1,24 кДж /(кг . К)).

19. 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 ср и сv. (Ответ: 32.10-3 кг/моль; 910 Дж /(кг . К); 650 Дж /(кг . К)).

20. Найти среднюю длину свободного пробега < L > молекулы водорода при давлении р = 0,001 мм рт. ст. и температуре t = – 1730С.

(Ответ: 4,4 см.)

21. Один киломоль двухатомного идеального газа совершает замкнутый цикл, график которого изображен на рис.10. Определить: 1) теплоту Q1, полученную от нагревателя; 2) теплоту Q2, переданную охладителю; 3) работу А, совершаемую газом за один цикл; 4) термический КПД h цикла. (Ответ: 7,61 МДж; 7,19 МДж; 0,4 МДж; 5,3%).

22. Водород занимает объем V = 10 м 3 при давлении р1 = 0,1 МПа. Газ нагрели при постоянном объеме до давления р2 = 0,3 МПа. Определить изменение D U внутренней энергии газа, работу А, совершенную газом, и теплоту Q, сообщенную газу. (Ответ: 5 МДж; 0; 5МДж)

23. Кислород при неизменном давлении р = 80 кПа нагревается. Его объем увеличивается от V1 = 1 м 3 до V2 = 3 м 3. Определить изменение DU внутренней энергии кислорода, работу А, совершенную им при расширении, а также теплоту Q, сообщенную газу. (Ответ: 400 кДж; 160 кДж; 560 кДж)

24. В цилиндре под поршнем находится азот, имеющий массу m = 0,6 кг и занимающий объем V1 = 1,2 м 3 при температуре Т1 = 560 К. В результате нагревания газ расширился и занял объем V2 = 4,2 м 3, причем температура осталась неизменной. Найти изменение DU внутренней энергии газа, совершенную им работу А и теплоту, сообщенную газу. (Ответ: 0; 126 кДж; 126 кДж).

25. В бензиновом автомобильном моторе степень сжатия горячей смеси равна 6,2. Смесь засасывается в цилиндр при температуре t1 = 15 оС. Найти температуру t2 горючей смеси в конце такта сжатия. Горючую смесь рассматривать как двухатомный идеальный газ, процесс считать адиабатным. (Ответ: 3240С)

26. Газ совершает цикл Карно. Абсолютная температура нагревателя в три раза выше, чем температура охладителя. Нагреватель передал газу Q1 = 41,9 кДж теплоты. Какую работу совершил газ? (Ответ: 28,1 кДж)

27. Вода массой m = 2,00 кг нагревается от t1 = 10 оС до t2 = 100 оС и при этой температуре обращается в пар. Найти изменение энтропии. Удельная теплоемкость и удельная теплота парообразования воды соответственно равны с = 4,2 . 10 3 Дж /(кг . К), l = 2,25 . 10 6 Дж /кг.

(Ответ: D S = 1,43 . 104 Дж / К)







©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.