Физика. Задачи для поступающих в вузы - Бендриков Г.А.
Скачать (прямая ссылка):
518. В теплоизолированном сосуде объема V = 5,6 л находится кислород при температуре tx = 66 °С и давлении р{ = 0,25 МПа. Для нагрева газа до температуры t2 = 68 °С ему требуется сообщить количество теплоты <2 = 21 Дж. Какова удельная теплоемкость с кислорода при этих условиях? Молярная масса кислорода jl = = 0,032 кг/моль. Тепловым расширением сосуда пренебречь.
519. Температура газа, имеющего массу т и молярную массу (I, повышают на величину АТ один раз при постоянном давлении р, а другой раз при постоянном объеме V. Насколько отличаются
сообщенные газу количества теплоты Qp, Qv и удельные теплоемкости ср, cv при постоянном давлении и постоянном объеме?
520. При изотермическом расширении идеальный газ совершает работу А = 20 Дж. Какое количество теплоты Q сообщено газу?
521. В теплоизолированном цилиндре с поршнем находится азот массы т = 0,2 кг при температуре t\ = 20 °С. Азот, расширяясь, совершает работу А = 4,47 кДж. Найти изменение внутренней энергии азота AU и его температуру t2 после расширения. Удельная теплоемкость азота при постоянном объеме cv = 745 Дж/(кг • К).
522. Для повышения температуры газа, имеющего массу т = = 20 кг и молярную массу = 0,028 кг/моль, на АТ = 50 К при постоянном давлении необходимо затратить количество теплоты Qp = = 0,5 МДж. Какое количество теплоты Qv следует отнять от этого газа при постоянном объеме, чтобы его температура понизилась на АТ = 50 К?
523. Температура воды массы т = 1 кг повышается на АТ = 1 К. Найти увеличение внутренней энергии AU и приходящееся на одну молекулу. Удельная теплоемкость воды с = 4,2 кДж/(кг К), ее молярная масса |J, = 0,018 кг/моль. Коэффициент объемного расширения воды а = 2 ¦ 10-4 К~’. Атмосферное давление р0 = 0,1 МПа.
524. Один моль кислорода нагревается при постоянном объеме от температуры t{) = 0 °С. Какое количество теплоты Q необходимо сообщить кислороду, чтобы его давление увеличилось в три раза? Удельная теплоемкость кислорода при постоянном объеме cv = = 657 Дж/(кг • К), его молярная масса |1 = 0,032 кг/моль.
525. Воздух массы т = 5г нагревается при постоянном давлении от температуры Г() = 290 К. Какое количество теплоты Q необходимо сообщить воздуху, чтобы его объем увеличился в два раза? Считать, что удельная теплоемкость воздуха при постоянном давлении равна ср= 1,018 кДж/(кг • К).
526. Давление азота в сосуде объема V = 3 л после нагревания возросло на Ар = 2,2 МПа. Найти количество теплоты Q, сообщенное газу. Удельная теплоемкость азота при постоянном объеме су = 745 Дж/(кг -К), его молярная масса |1 = 0,028 кг/моль.
527. В цилиндре под невесомым поршнем находится воздух массы т = 3 кг. Температура воздуха увеличивается на АТ = 100 К при постоянном давлении. Найти работу А, совершаемую газом при расширении. Плотность воздуха при нормальных условиях Ро = 1, 3 кг/м3.
89
528. В цилиндре объема V] = 190 см3 под поршнем находится газ при температуре Г, = 323 К. Найти работу расширения газа при нагревании его на АТ = 100 К. Масса поршня т = 120 кг, его площадь 5 = 50 см2. Атмосферное давление р0 = 0,1 МПа.
529. В цилиндре под поршнем находится газ, состояние которого изменяется следующим образом: в процессе 1-2 увеличивается давление при постоянном объеме V; в процессе 2-3 увеличивается объем при постоянном давлении рх, в процессе 3-4 увеличивается объем при постоянной температуре Г3; в процессе 4-1 газ возвращается в первоначальное состояние при постоянном давлении р2. Представить на графиках изменение состояния газа в координатах р, V; р, Т и V, Т. Показать, при каких процессах газ получает (отдает) теплоту. Как при этом изменяется температура и какая совершается работа?
530. Некоторая масса газа, занимающего т3 объем V] =0,01 м3, находится при давлении
^3 р] = 0,1 МПа и температуре Г, = 300 К. Газ
нагревается вначале при постоянном объеме до температуры Т2 = 320 К, а затем при постоянном давлении до температуры Г3 = 350 К (рис. 66). Найти работу А, совер-Рис. 66 шаемую газом при переходе из состояния 1 в
состояние 3.
531. В цилиндре под поршнем в объеме V = 1674 см3 находится насыщенный водяной пар, имеющий массу m = 1 г и температуру t = 100 °С. Какую работу А нужно затратить, чтобы сжать весь пар до полного превращения его в жидкость при той же температуре? Плотность воды при t = 100 °С под давлением ее насыщенного пара р = 0,96 • 103 кг/м3.
532. В двух теплоизолированных цилиндрах с объемами V, = 3 л и V2 = 5 л находятся одинаковые газы при давлениях рх = 0,4 МПа и р2 = 0,6 МПа и температурах tx = 27 °С и t2= 127 °С. Цилиндры соединяют трубкой. Какая температура Т и какое давление р установятся в цилиндрах после смешивания газов?
Р 2 Р\ О
"11
§ 17. Насыщенные и ненасыщенные пары
Паром называют обычно газ при температуре ниже критической, когда он может быть превращен в жидкость повышением давления без понижения температуры. Насыщенный пар — это пар, находящийся в равновесии со своей жидкостью. Если насыщенный пар содержит
90
взвешенные капельки жидкости, то он называется влажным, в противном случае - сухим. Ненасыщенный пар называют также перегретым паром.
