Сборник задач по общему курсу физики - Волькенштейн В.С.
Скачать (прямая ссылка):
5.211. Диаметр цилиндра -карбюраторного двигателя внутреннего сгорания D = 10 см, ход поршня ft=ll см. Какой объем V должна иметь камера сжатия, если известно, что начальное давление газа pi=0,1 МПа, начальная температура газа ti-~-127°С и давление в камере после сжатия р2= 1 МПа? Какова будет температура <а газа в камере после
84
сжатия? Найти работу А, совершенную при сжатии. Показатель политропы п= 1,3.
5.212. Найти к. п. д. ту карбюраторного двигателя внутреннего сгорания, если показатель политропы п=1,33 и степень сжатия: a) Vyy2=4; б) VVV2=6; в) VJV2=8.
5.213. Карбюраторный двигатель мощностью Р=735,5 Вт потребляет за время /= 1 ч минимальную массу т=265 г бензина. Найти потери бензина на трение, теплопроводность и пр. Степень сжатия УУУ2=6,2. Удельная теплота сгорания бензина (/=46 МДж/кг. Показатель политропы п=1,2.
5.214. Цикл четырехтактного двигателя Дизеля изображен на рис. 11. Ветвь АВ — в цилиндры засасывается воздух (ро=0,1 МПа). Ветвь ВС —
воздух адиабатически сжимается до давления рг. В конце такта сжатия в цилиндры впрыскивается топливо, которое воспламеняется в горячем воздухе и сгорает, при этом поршень движется вправо, сначала изобарически (ветвь CD), а затем адиабатически (ветвь DE). В конце адиабатического расширения открывается выпускной клапан, давление падает до ра (ветвь ЕВ).
При движении поршня влево смесь удаляется из цилиндров (ветвь ВА).
Найти к. п. д. г] двигателя Дизеля.
5.215. Двигатель внутреннего сгорания Дизеля имеет степень адиабатического сжатия е = 16 и степень адиабатического расширения 6=6,4. Какую минимальную массу т нефти потребляет двигатель мощностью Я=36,8 кВт за время /= 1 ч? Показатель адиабаты х = 1,3. Удельная теплота сгорания нефти q—46 МДж/кг.
5.216. Найти изменение AS энтропии при превращении массы т== 10 г льда (/=—20 °С) в пар (/П=100°С).
5.217. Найти изменение AS энтропии при превращении массы m= 1 г воды (t=0°C) в пар (/П=100°С).
5.218. Найти изменение AS энтропии при плавлении массы m^= 1 кг льда (/=0.°С).
5.219. Массу т=640 г расплавленного свинца при температуре плавления tпл вылили на лед ¦(/=0 °С). Найти изменение AS энтропии при этом процессе.
5.220. Найти изменение AS энтропии при переходе массы т=8 г кислорода от объема Ki=10 л при тем-
Рнс. 11.
85
пературе /i=80°C к объему У2=40 л при температуре /а=300°С.
5.221. Найти изменение А5 энтропии при перехЬде массы т=6 г водорода от объема V\=20 л под давлением Pi'=150 кПа к объему У2=60 л под давлением р2=100.кПа.
5.222. Масса т=6,6 г водорода расширяется изобарически от объема Vi до объема V2~2Vi. Найти* изменение А5 энтропии при этом расширении.
5.223. Найти изменение AS энтропии при изобарическом расширении массы т=8 г гелия от объема 1^1=10 л до объема У2=25 л.
5.224. Найти изменение AS энтропии при изотермическом расширении массы т=6 г водорода от давления pi= >=100 кПа до давления ра=50 кПа.
5.225. Масса т=10,5 г азота изотермически расширяется от объема У\=2 л до объема У2=5 л. Найти изменение AS энтропии при этом процессе.
5.226. Масса /л=10 г кислорода нагревается от температуры /х=50 °С до температуры /2= 150 °С. Найти изменение AS энтропии, если нагревание происходит: а) изохорически;
б) изобарически. '
5;227. При нагревании количества v = l кмоль двухатомного газа его термодинамическая температура увеличивается от Тх до 7’а=1,5 7’1. Найти изменение AS энтропии, если нагревание происходит: а) изохорически; б) изобарически.
5.228. В результате нагревания массы /л=22 г азота его термодинамическая температура увеличилась от Тх до 7’s=l,2 7’i, а энтропия увеличилась на AS=4,19 Дж/К. При каких условиях производилось нагревание азота (при постоянном объеме или при постоянном давлении)?
5.229. Найти изменение AS энтропии при переходе газа из состояния А в состояние В в условиях задачи 5.194 (см. рис. 8), если переход совершается: а) по участку АСВ;
б) по участку ADB.
5.230. Объем 1^!= 1 м3 воздуха, находящегося при температуре /х=0°С и давлении рх=98 кПа, изотермически расширяется от объема Vi до объема Vz=2Vi. Найти изменение AS энтропии при этом процессе.
5.231. Изменение энтропии на участке между двумя
адиабатами в цикле Карно AS=4,19 кДж/К. Разность температур между двумя изотермами АГ=100'К. Какое количество теплоты Q превращается в работу в этом цикле? -
§ 6. Реальные газы
Уравнение состояния реальных газов (уравнение Ван-дер-Ваальса) для одного моля газа имеет вид
где Vo — молярный объем газа, о и J — постоянные, различные для разных газов, р — давление, Т — термодинамическая температура, ?!=8,31411 Дж/(моль-К) — газовая постоянная.
Уравнение Ван-дер-Ваальса для любой массы m газа имеет вид ('+?*)
где V — объем всего газа, |х — молярная масса газа. В этом урав-т2 * а
нении-j-?f-yz=Pi—давление, обусловленное силами взаимодеиствия
