Физика: сборник задач для поступающих в вузы - Васюков В.И.
Скачать (прямая ссылка):
9.10. В герметически закрытом сосуде в воде плавает кусок льда массой М= 0,1 кг, в который вмерзла свинцовая дробинка массой m = 5 г. Какое количество тепла нужно затратить, чтобы дробинка начала тонуть? Теплота плавления льда Л= 3,3 • 105 Дж/кг. Температура
3 3
воды в сосуде - 0°С; плотность льда - ря~ 0,9 • 10 кг/м , свинца -pa= 11,3 • Ю кг/м3. [ 2= 19,5 • 103 Дж ]
9.11. В ведре находится смесь воды со льдом массой m = 10 кг. Ведро внесли в комнату и сразу началй измерять температуру смеси. Получившаяся зависимость температуры смеси от времени изображена иа рис. Удельная теп-
79
лоемкосгь воды св= 4,2 кДж/(кг • К), удельная теплота плавления льда Я « 340 кДж/кг. Определить массу льда в ведре, когда его внесли в комнату; теплоемкостью ведра пренебречь. [ тд= 1,23 кг ]
Работа газа. КПД циклов. Внутренняя энергия. Теплоемкость
9.12. Идеальный газ, масса которого т и молярная масса ц, расширяется изобарно при некотором давлении. Начальная температура газа Г,, конечная Тг. Определять работу, совершаемую газом.
М=^д(г2-т;)]
Г*
9.13. В вертикальном цилиндре с площадью поперечного сечения 5 под поршнем, масса которого равна М, находится 1 моль идеального одноатомного газа. В некоторый момент времени под поршнем включается нагреватель, передающие газу за единицу времени количество теплоты q. Определись установившуюся скорость & движения поршня прн условии, что давление газа над поршнем постоянно и
г 2 а ,
равно />0; газ под поршнем теплоизолирован. [ «* = ]
9.14. В цилиндре под поршнем находится некоторое количество
газа, занимающего при температуре f,= 27 °С и давлении р « 2 • 105 Н/м2 объем V= 9 - 10~3 м\ Какую работу А пришлось совершить, сжимая газ при постоянном давлении, если его температура при этом повысилась до /2=77°С ? Трение между стенками цилиндра и поршнем отсутствует. [ А = pV~——=300 Дж]
^1
9.15. Моль идеального газа медленно нагревают так, что он переходит из состояния р№ V0 в состояние 2ра> 2V0. Как при этом изменяется температура газа Г в зависимости от его объема V, если зависимость давления газа от объема иа графике изображается прямой линией ? Определить работу А, совершаемую газом в этом процессе.
RV0
80
9.16. Температура некоторой массы т идеального газа с молярной массой цменяется по закону Т=а\?. Найти работу, совершаемую газом при увеличении объема от К, до У2. Поглощается или выделяется теплота в таком процессе ? [ А = —FJ2), газ поглощает теплоту ]
9.17. Моль идеального газа адиабатически сжали, уменьшив объем в 5 раз. Если газ перевести из начального в то же конечное состояние сначала по изобаре, а потом по изохоре, то потребуется подвести к газу 0=26 кДж тепла Наименьшая температура при этом равна Т„-„= 300 К. Найти работу газа в адиабатическом процессе. М=2+4ДГшй=-35972Дж]
9.18. Масса m идеального газа, находящегося при температуре Т, охлаждается изохорно так, что давление падает в п раз. Затем газ расширяется при постоянном давлении. В конечном состоянии его температура равна первоначальной. Молярная масса газа ц. Определить совершаемую газом работу. [ A = —RT (l - 1/я ) ]
fi
9.19. Параметры 1 моля идеального газа изменяются по циклическому процессу, состоящему из двух изохор Р и двух изобар, в направлении 1-2-3-4-1,
Температура газа в точках 1 и 3 равна соответственно Г, и Т3. Определить работу, совершае- />1-4 мую газом за цикл, если известно, что точки
2 и 4 лежат на одной изотдше. [ А = R[TJ + Tl-2*jTl Т3^ ]
9.20. Один моль идеального газа изме- р няет свое состояние по циклу, в котором (4-1) и (2-3) - изохоры, (3-4) - изобара, (1-2) - процесс с линейной зависимостью давления от объема.
Температура в состояниях 1, 2, 3, 4 равна соответственно Г„ Т2, Тг, Т4. Какую работу совершает газ за один цикл ?
6 Зак. 631 81
[
)
9~21. Параметры идеального одноатом- р ного газа, взятого в количестве 3 моля, изменились по изображенному циклу. Температура газа в состояниях 1, 2, 4: Г,= 400 К,
Г2= 800 К, Г4= 1200 К. Определить работу, тгорую совершил газ за цикл.
[ Л^^-Г.-Гг+Г^ЮцДж; Г3=^Д=2400К]
A li /
9.22. Тепловая машина имеет КПД 7=40 %. Каким станет
КПД машины, если количество теплоты, потребляемое за цикл, увеличится на 20 %, а количество теплоты, отдаваемое холодильнику, уменьшится на 10%? {т7,=55%] р
9.23. Тепловая машина, рабочим телом 2р которой является 1 моль идеального одноатомного газа, работает по изображенному циклу.
Определить КПД. [77= 15,4 % J
9.24. Параметры одноатомного идеального
газа в количестве 1 моль изменяются по циклическому процессу, состоящему из двух изобар и двух изохор, в направлении 1-2-3—4-1. Известно, что при изобарическом расширении объем v
