251. Кислород массой 200 г занимает объем V1 =100 л и находится под давлением Р1 =200 кПа. При нагревании газ расширяется при постоянном давлении до объема V2 =300 л, а затем его давление возросло до Р3 =500 кПА при неизменном объеме. Найти изменение внутренней энергии U газа, совершенную работу А и теплоту Q, переданную газу. Построить график процесса.
252. Азот массой m =0,1 кг был изобарно нагрет от температуры Т1 =200К до температуры Т2 =400 К. Определить работу А, совершенную газом , и теплоту Q, полученную им, а также изменение U внутренней энергии азота.
253. Определить работу А, которую совершит азот, если ему при постоянном давлении сообщить количество теплоты Q = 21 кДж. Найти также изменение U внутренней энергии газа.
254. В закрытом сосуде объемом 10 л находится воздух при давлении Р=0,1 МПа. Какое количество теплоты Q надо сообщить воздуху, чтобы повысить давление в сосуде в 5 раз?
255. Найти работу и увеличение внутренней энергии гелия, изобарически расширившегося от объема в 5 л до объема в 10 л. Процесс происходит при давлении в 20 Н/см2.
256. Для нагревания некоторой массы газа на 500 при постоянном давлении необходимо затратить 160 кал. Если эту же массу газа охладить на 1000 при постоянном объеме, то выделяется 240 кал. Какое число степеней свободы имеют молекулы этого газа?
257. В закрытом сосуде объемом V = 2 л находится азот, плотность которого ρ =1,4 кг/ м3. Какое количество теплоты Q надо сообщить азоту, чтобы нагреть его на T =100 К?
258. При изобарическом расширении двухатомного газа была совершена работа 160 Дж. Какое количество теплоты было сообщено газу?
259. На сколько увеличится внутренняя энергия 200 г азота и какую внешнюю работу произведет газ, если его нагреть при постоянном давлении от 200 до 1000С?
260. Масса m =10,5 г азота изотермически расширяется при температуре t =(-230С), причем его давление изменяется от Р1 =250 кПа до Р2 =100 кПа. Найти работу, совершенную газом при расширении.
261. При изотермическом расширении массы m =10 г азота, находящегося при температуре t =170С, была совершена работа
А =860 Дж. Во сколько раз изменилось давление азота при расширении?
262. Работа изотермического расширения массы m =10 г некоторого газа от объема V1 до V2 =2V1 оказалась равной А =575 Дж. Найти среднюю квадратичную скорость молекул газа при этой температуре.
263. Гелий, находящийся при нормальных условиях изотермически расширяется от объема V1 =1л до V2 =2 л. Найти работу, совершенную газом при расширении, и количество теплоты, сообщенную газом.
264. При изотермическом расширении газа, занимавшего объем V =2 м3, давление его меняется от Р1 =0,5 МПа до Р2 =0,4 МПа. Найти работу, совершенную при этом.
265. Масса m =10 г кислорода, находящегося при нормальных условиях, сжимается до объема V2 =1,4 л. Найти давление Р2 и температуру t2 кислорода после сжатия, если кислород сжимается изотермически.
266. Масса m =28 г азота, находяшегося при температуре t1 =400C и давлении Р1 =100 кПа, сжимается до объема V2 =13 л. Найти температуру t2 и давление Р2 азота после сжатия, если азот сжимается изотермически. Найти работу сжатия.
267. При изотермическом расширении водорода массой m =1 г объем газа увеличился в два раза. Определить работу расширения, совершенную газом, если температура газа t =150С. Определить теплоту Q, переданную при этом газом.
268. В цилиндре под поршнем находится азот, имеющий массу m =0,6 кг и занимающий объем V1 =1,2 м3 при температуре Т1 =560 К. В результате нагревания газ расширился и занял объем V2 =4,2 м3, причем температура осталась неизменной. Найти изменение U внутренней энергии газа, совершенную им работу А и теплоту, сообщенную газу.
269. Необходимо сжать воздух от объема V1 =10 л до V2 =2 л. Как выгоднее его сжимать (адиабатически или изотермически)?
270. При адиабатическом сжатии 1 кмоль двухатомного газа была совершена работа 146 кДж. На сколько увеличилась температура газа при сжатии?
271. 1 кмоль азота, находящегося при нормальных условиях, расширяется адиабатически от V1 до V2 =5V1. Найти: 1) изменение внутренней энергии газа, 2) работу, совершенную при расширении.
272. Во сколько раз уменьшится средняя квадратичная скорость молекул двухатомного газа при адиабатическом увеличении объема газа в два раза?
273. Двухатомный газ,находящийся при температуре 270С и давлении 2 МПа, сжимается адиабатически от объема V1 до объема V2 =0,5 V1 . Найти температуру и давление газа после сжатия.
274. Газ расширяется адиабатически, и при этом объем его увеличивается вдвое, а температура (абсолютная) падает в 1,32 раза. Какое число степеней свободы имеют молекулы этого газа?
275. Воздух в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания сжимается адиабатически и его давление при этом изменяется от Р1 = 0,1 МПа до
Р2 =3,5 МПа. Начальная температура воздуха 400С. Найти температуру воздуха в конце сжатия.
276. До какой температуры охладится воздух, находящийся при температуре 00С, если он расширяется адиабатически от объема V1 до объема V2 =2 V1?
277. 7,5 л кислорода адиабатически сжимается до объема 1 л, причем в конце сжатия установилось давление 1,6 МПа. Под каким давлением находился газ до сжатия?
278. При адиабатическом сжатии газа его объем уменьшился в n =10 раз, а давление увеличилось в к =2,14 раза. Определить отношение γ = СР/ СV теплоемкостей газа.
279. При адиабатном сжатии давление воздуха было увеличено от
Р1 =50 кПа до Р2 =0,5 МПа. Затем при неизменном объеме температура воздуха была понижена до первоначальной. Определить давление Р3 газа в конце процесса.
280. Газ, совершающий цикл Карно, за счет каждой килокалории теплоты, полученной от нагревателя, совершает работу, равную 610 Дж. Каков КПД этого цикла? Во сколько раз абсолютная температура нагревателя больше абсолютной температуры холодильника?
281. Газ, совершающий цикл Карно, отдал теплоприемнику теплоту
Q2 =14 кДж. Определить температуру Т1 теплоотдатчика, если при температуре теплоприемника Т2 =280 К работа цикла А =6 кДж.
282. Газ, совершающий цикл Карно, 2/3 теплоты, полученной от нагревателя, отдает охладителю. Температура охладителя Т2 =280 К. Определить температуру Т1 нагревателя.
283. Совершая замкнутый цикл, газ получил от нагревателя теплоту
Q =4 кДж. Какую работу А совершил газ в результате протекания всего цикла, если термический к.п.д. цикла η =0,1?
284. В результате кругового процесса газ совершил работу А =1 Дж и передал охладителю теплоту Q2 =4,2 Дж. Определить термический к.п.д. цикла η.
285. Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно. При этом 80% тепла, получаемого от нагревателя, передается холодильнику. Количество тепла, получаемого от нагревателя, равно 1,5 ккал. Найти :
1) к.п.д. цикла, 2) работу, совершенную при полном цикле.
286. Нагреватель тепловой машины, работающий по циклу Карно, имеет температуру 2000С. Какова температура холодильника, если за счет каждой килокалории тепла, получаемой от нагревателя, машина совершает работу 1710 Дж.
287. Газ, совершающий цикл Карно, отдал теплоприемнику 67% теплоты, полученной от теплоотдатчика. Определить температуру Т2 теплоприемника, если температура теплоотдатчика Т1 =430 К.
288. Во сколько раз увеличится коэффициент полезного действия η цикла Карно при повышении температуры теплоотдатчика от Т1 =380 К до Т1 = 560 К? Температура теплоприемника Т2 =280 К.
289. В цикле Карно газ получил от теплоотдатчика теплоту Q1 =500 Дж и совершил работу А = 100 Дж. Температура теплоотдатчика Т1 400 К. Определить температуру Т2 теплоприемника.
290. Найти изменение энтропии при превращении 10 г льда при -200С в пар при 1000С.
291. Найти изменение S энтропии при плавлении массы m =1 кг льда (t = 00C).
292. Кусок льда массой m =200 г, взятый при температуре t1 = -100С, был нагрет до t2 =00C и расплавлен, после чего образовавшаяся вода была нагрета до температуры t3 =100C. Определить изменение S энтропии льда.
293. Найти изменение энтропии при переходе 6 г водорода от объема 20 л под давлением 150 кПа к объему 60 л под давлением 100 кПа.
294. При нагревании 1 кмоль двухатомного газа его абсолютная температура увеличивается в 1,5 раза. Найти изменение энтропии, если нагревание происходит : 1) изохорически; 2) изобарически.
295. Найти прирост энтропии при превращении 1 г воды при 00С в пар при 1000С.
296. Найти изменение энтропии при переходе 8 г кислорода от объема 10 л при температуре 600С к объему 40 л при температуре 3000С.
297. Смешано m1 =5 кг воды при температуре Т1 =280 К с m2 =8 кг воды при температуре Т2 =350 К. Найти: 1) температуру θ смеси; 2)изменение S энтропий, происходящее при смешивании.
298. 10 г кислорода нагревается от t1 =500С до t2 =1500C. Найти изменение энтропии, если нагревание происходит: 1) изохорически,
2) изобарически.
299. Лед массой m1 =2 кг при температуре t1 =00С был превращен в воду той же температуры при помощи пара, имеющего температуру
t2 = 1000С. Определить массу m2 израсходованного пара. Каково будет изменение S энтропии системы лед-пар при таянии льда?