Контрольная работа 2

Таблица вариантов

Вариант	Номера контрольных работ

 

201.Определить количество вещества v и число Nмолекул кислорода массой m=0,5 кг.

202.Сколько атомов содержится в ртути: 1) количеством вещества n = 0,2 моль; 2) массой m=1 г?

203.Вода при температуре t=4°C занимает объем V=1см³. Определить количество вещества n и число Nмолекул воды.

204.Найти молярную массу Ми массу m_м одной молекулы поваренной соли.

205.Определить массу m_M одной молекулы углекислого газа.

206.Определить концентрацию пмолекул кислорода, находящегося в сосуде вместимостью V=2л. Количество вещества n кислорода равно 0,2моль.

207.Определить количество вещества n водорода, заполняющего сосуд объемом V=3л, если концентрация молекул газа в сосуде n=2×10¹⁸ м^-3.

 

 

– 51 –

208.В баллоне вместимостью V=3л содержится кислород массой m=10г. Определить концентрацию молекул газа.

209.Определить относительную молекулярную массу М_r. 1) воды; 2) углекислого газа; 3) поваренной соли.

210.Определить количество вещества n и число N молекул азота массой т = 0,2 кг.

211.В цилиндр длиной l=1,6м, заполненный воздухом при нормальном атмосферном давлении р₀, начали медленно вдвигать поршень площадью основания S= 200 см². Определить силу F, действующую на поршень, если его остановить на расстоянии l₁=10см от дна цилиндра.

212.В баллоне находится газ при температуре Т₁=400К. До какой температуры Т₂надо нагреть газ, чтобы его давление увеличилось в 1,5 раза?

213.Баллон вместимостью V=20л заполнен азотом при температуре 7=400 К. Когда часть газа израсходовали, давление в баллоне понизилось на Dp = 200кПа. Определить массу m израсходованного газа. Процесс считать изотермическим.

214.В баллоне вместимостью V=15л находится аргон под давлением р₁=600кПа и при температуре T₁ = 300 К. Когда из баллона было взято некоторое количество газа, давление в баллоне понизилось до p₂= 400кПа, а температура установилась Т₂=260 К. Определить массу mаргона, взятого из баллона.

215.Два сосуда одинакового объема содержат кислород. В одном сосуде давление р₁ = 2 МПа и температура T₁ = 800K, в другом р₂ = 2,5 МПа, T₂ = 200К. Сосуды соединили трубкой и охладили находящийся в них кислород до температуры T=200 К. Определить установившееся в сосудах давление р.

216.Вычислить плотность r азота, находящегося баллоне под давлением р=2МПа и имеющего температуру Т =400 К.

217.Определить относительную молекулярную массу М_rгаза, если при температуре T=154К и давлении р=2,8МПа он имеет плотность r=6,1 кг/м³.

218.Найти плотность азота r при температуре Т=400К и давлении р=2МПа.

219.В сосуде вместимостью V=40 л находится кислород при температуре T=300К. Когда часть газа израсходовали, давление в баллоне понизилось на

 

– 52 –

Dр=100кПа. Определить массу тизрасходованного кислорода. Процесс считать изотермическим.

220.Определить плотность r водяного пара, находящегося под давлением р=2,5кПа и имеющего температуру Т=250 К.

221.Определить внутреннюю энергию Uводорода, а также среднюю кинетическую энергию <e> молекулы этого газа при температуре Т = 300К, если количество вещества n этого газа равно 0,5 моль.

222.Определить суммарную кинетическую энергию E_K поступательного движения всех молекул газа, находящегося в сосуде вместимостью V=3л под давлением p=540 кПа.

223. Количество вещества гелия n= 1,5 моль, температура Т= 120 К. Определить суммарную кинетическую энергию E_к поступательного движения всех молекул этого газа.

224. Молярная внутренняя энергия U_mнекоторого двухатомного газа равна

6,02 кДж/моль. Определить среднюю кинетическую энергию <e_вр> вращательного движения одной молекулы этого газа. Газ считать идеальным.

225. Определить среднюю кинетическую энергию <e_вр> одной молекулы водяного пара при температуре Т =500 К.

226.Определить среднюю квадратичную скорость <v_кв> молекулы газа, заключенного в сосуд вместимостью V=2л под давлением р=200кПа. Масса газа m=0,3г.

227.Водород находится при температуре T=300 К. Найти среднюю кинетическую энергию <e_вр> вращательного движения одной молекулы, а также суммарную кинетическую энергию E_к всех молекул этого газа; коли­чество водорода n=0,5моль.

228.При какой температуре средняя кинетическая энергия <e_п> поступательного движения молекулы газа равна 4,14×10^-21 Дж?

229.В азоте взвешены мельчайшие пылинки, которые движутся так, как если бы они были очень крупными молекулами. Масса каждой пылинки равна 6×10^-10г. Газ находится при температуре T=400 К. Определить средние квадратичные скорости

 

 

– 53 –

<v_кв> а также средние кинетические энергии <e_п> поступательного движения молекулы азота и пылинки.

230.Определить среднюю кинетическую энергию <e_п> поступательного движения и <e_вр> вращательного движения молекулы азота при температуре Т= 400К. Определить также полную кинетическую энергию E_к молекулы при тех же условиях.

231.Определить молярную массу М двухатомной газа и его удельные теплоемкости, если известно, что разность с_р— с_Vудельных теплоемкостей этого газа равна 260 Дж/(кг×К).

232..Найти удельные с_ри с_V, а также молярные С_p и С_Vтеплоемкости углекислого газа.

233.Определить показатель адиабаты g идеального газа, который при температуре Т=350К и давлении р = 0,4 МПа занимает объем V = 300л и имеет теплоемкость C_V=857 Дж/К.

234. В сосуде вместимостью V=6л находится при нормальных условиях двухатомный газ. Определить теплоемкость С_Vэтого газа при постоянном объеме.

235.Определить относительную молекулярную массу М_rи молярную массу Мгаза, если разность его удельных теплоемкостей с_р— c_V=2,08 кДж/(кг×К).

236.Определить молярные теплоемкости газа, если его удельные теплоемкости c_V=10,4 кДж/(кг×К) и с_р= 14,6 кДж/(кг×К).

237. Найти удельные c_Vи с_ри молярные С_Vи С_p теплоемкости азота и гелия.

238. Вычислить удельные теплоемкости газа, зная что его молярная масса М=4×10^-3 кг/моль и отношения теплоемкостей С_р/С_V=1,67.

239. Трехатомный газ под давлением р=240кПа и температуре t=20°Cзанимает объем V=10л. Определить теплоемкость С_рэтого газа при постоянном давлении.

240. Одноатомный газ при нормальных условиях занимает объем V=5л. Вычислить теплоемкость этого газа при постоянном объеме.

241. Найти среднее число <z> столкновений за время t=1с и длину свободного пробега молекулы гелия, если газ находится под давлением р=2кПа при температуре T =200 К.

– 54 –

242.Определить среднюю длину свободного пробега молекулы азота в сосуде вместимостью V=5л. Масса газа m = 0,5г.

243. Водород находится под давлением р=20мкПа и имеет температуру T=300К. Определить среднюю длину свободного пробега молекулы такого газа.

244. При нормальных условиях длина свободного пробега молекулы

водорода равна 0,160 мкм. Определить диаметр dмолекулы водорода.

245. Какова средняя арифметическая скорость молекул кислорода при нормальных условиях, если известно, что средняя длина свободного пробега молекулы кислорода при этих условиях равна 100 нм?

246. Кислород находится под давлением р=133нПа при температуре T=200К. Вычислить среднее число <z> столкновений молекулы кислорода при этих условиях за время t= 1 с.

247. При каком давлении рсредняя длина свободного пробега молекул азота равна 1м, если температура газа t=10°С?

248. В сосуде вместимостью V=5л находится водород массой m=0,5г. Определить среднюю длину свободного пробега молекулы водорода в этом сосуде.

249. Средняя длина свободного пробега молекулы водорода при некоторых условиях равна 2мм. Найти плотность r водорода при этих условиях.

250. В сферической колбе вместимостью V=3л, содержащей азот, создан вакуум с давлением р=80мкПа. Температура газа T=250К. Можно ли считать вакуум в колбе высоким? Примечание. Вакуум считается высоким, если длина свободного пробега молекул в нем много больше линейных размеров сосуда.

251Определить количество теплоты Q, которое надо сообщить кислороду объемом V=50л при его изохорном нагревании, чтобы давление газа повысилось на Dр=0,5МПа.

251.При изотермическом расширении азота при температуре T=280К объем его увеличился в два раза. Определить: 1) совершенную при расширении газа работу A; 2) изменение DU внутренней энергии; 3) количество теплоты Q, полученное газом. Масса азота m=0,2кг.

252.При адиабатном сжатии давление воздуха было увеличено от р₁=50кПа до

 

- 55 -

р₂=0,5МПа. Затем при неизменном объеме температура воздуха была понижена до первоначальной. Определить давление р₃газа в конце процесса.

254.Кислород массой m=200г занимает объем V₁=100л и находится под давлением р₁=200кПа. При нагревании газ расширился при постоянном давлении до объема V₂=300л, а затем его давление возросло до р₃=500кПа при неизменном объеме. Найти изменение внутренней энергии DU газа, совершенную газом работу A и теплоту Q, переданную газу. Построить график процесса.

255.Объем водорода при изотермическом расширении при температуре T=З00К увеличился в п=3раза. Определить работу А, совершенную газом, и теплоту Q, полученную при этом. Масса тводорода равна 200 г.

256.Азот массой m=0,1кг был изобарно нагрет от температуры T₁=200К до температуры T₂=400К. Определить работу А, совершенную газом, полученную им теплоту Qи изменение DU внутренней энергии азота.

257.Во сколько раз увеличится объем водорода, содержащий количество вещества n=0,4моль при изотермическом расширении, если при этом газ получит количество теплоты Q=800Дж? Температура водорода T=300К.

258.Какая работа Асовершается при изотермическом расширении водорода массой m=5г, взятого при температуре T=290К, если объем газа увеличивается в три раза?

259.Какая доля w₁количества теплоты Q, подводимого к идеальному двухатомному газу при изобарном процессе, расходуется на увеличение DU внутренней энергии газа и какая доля w₂ — на работу Арасширения? Рассмотреть три случая, если газ: 1) одноатомный; 2)двухатомный; 3) трехатомный.

260.Определить работу А, которую совершит азот, если ему при постоянном давлении сообщить количество теплоты Q=21кДж. Найти также изменение DU внутренней энергии газа.

261.Идеальный газ совершает цикл Карно при температурах теплоприемника T₂=290К и теплоотдатчика Т₁=400К. Во сколько раз увеличится коэффициент полезного действия h цикла, если температура теплоотдатчика возрастет до Т₁= 600 К?

 

– 56 –

262.Идеальный газ совершает цикл Карно. Температура Т₁теплоотдатчика в четыре раза (n = 4) больше температуры теплоприемника. Какую долю wколичества теплоты, полученного за один цикл от теплоотдатчика, газ отдаст теплоприемнику?

263.Определить работу А₂изотермического сжатия газа, совершающего цикл Карно, КПД которого h=0,4, если работа изотермического расширения равна A₁=8Дж.

264..Газ, совершающий цикл Карно, отдал теплоприемнику теплоту Q₂=14кДж. Определить температуру Т₁теплоотдатчика, если при температуре теплоприемника T₂=280К работа цикла A=6кДж.

265.Газ, являясь рабочим веществом в цикле Карно, получил от теплоотдатчика теплоту Q₁=4,38кДж и совершил работу А=2,4 кДж. Определить

температуру теплоотдатчика, если температура теплоприемника T₂ =273 К.

266. Газ, совершающий цикл Карно, отдал теплоприемнику 67% теплоты, полученной от теплоотдатчика. Определить температуру T₂ теплоприемника, если температура теплоотдатчика Т₁=430 К.

267. Во сколько раз увеличится коэффициент полезного действия h цикла Карно при повышении температуры теплоотдатчика от Т₁=380К до Т₂=560 К? Температура теплоприемника T₂ = 280 К.

268. Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно. Температура теплоотдатчика Т₁ = 500 К, темпера­тура теплоприемника T₂ = 250К. Определить термически КПД h цикла, а также работу А₁рабочего вещества при изотермическом расширении, если при изотермическом сжатии совершена работа A₂=70Дж.

269. Газ, совершающий цикл Карно, получает теплоту Q₁=84кДж. Определить работу Агаза, если температура Т₁теплоотдатчика в три раза выше температуры T₂ теплоприемника.

270.В цикле Карно газ получил от теплоотдатчика теплоту Q₁=500Дж и совершил работу A=100Дж. Температура теплоотдатчика Т₁=400К. Определить температуру Т₂теплоприемника.

271.Найти массу m воды, вошедшей в стеклянную трубку с диаметром канала

 

 

– 57 –

d=0,8мм, опущенную в воду на малую глубину. Считать смачивание полным.

272.Какую работу Анадо совершить при выдувании мыльного пузыря, чтобы увеличить его объем от V₁=8см³ до V₂=16см³? Считать процесс изотермическим.

273.Какая энергия Евыделится при слиянии двух капель ртути диаметром d₁=0,8мм и d₂=1,2мм в одну каплю?

274.Определить давление р внутри воздушного пузырька диаметром d=4мм, находящегося в воде у самой ее поверхности. Считать атмосферное давление нормальным. Пространство между двумя стеклянными параллельными пластинками с площадью поверхности S=100см² каждая, расположенными на расстоянии l = 20 мкм друг от друга, заполнено водой. Определить силу F, прижимающую пластинки друг к другу. Считать мениск вогнутым с диаметром d, равным расстоянию между пластинками.

275.Глицерин поднялся в капиллярной трубке диаметром канала d=1 мм на высоту h=20мм. Определить поверхностное натяжение aглицерина. Считать смачивание полным.

276.В воду опущена на очень малую глубину стеклянная трубка с диаметром канала d=1мм. Определить массу т воды, вошедшей в трубку.

277.На сколько давление рвоздуха внутри мыльного пузыря больше нормального атмосферного давления р_о, если диаметр пузыря d=5мм?

278.Воздушный пузырек диаметром d=2,2 мкм находится в воде у самой ее поверхности. Определить плотность r воздуха в пузырьке, если воздух над поверхностью воды находится при нормальных условиях.

279.Две капли ртути радиусом r=1,2мм каждая слились в одну большую каплю. Определить энергию Е, которая выделится при этом слиянии. Считать процесс изотермическим.

 

 

– 58 –