Ответы в самом низу встроенного документа
10.1. Плотно закрытую пробирку с воздухом погрузили в горячую воду. Изменилась ли кинетическая и потенциальная энергия молекул воздуха в пробирке? 10.2. В одном стакане находится горячая вода, в другом — холодная. В каком случае вода обладает большей внутренней энергией? 10.3. В сосуде нагрели воду. Можно ли сказать, что внутренняя энергия воды увеличилась? что вода получила некоторое количество теплоты? 10.4. Привести примеры изменения внутренней энергии при: а) сжатии; б)ударе; в)трении. 10.5. Спичка воспламеняется при трении ее головки о коробок. Объ-яснить это явление. 10.6. Почему происходит изменение внутренней энергии при: а) сжатии и растяжении пружины; б) таянии льда; в) сжатии и расширении воздуха; г) нагревании жидких и твердых тел? 10.7. Объяснить возрастание скорости диффузии с повышением тем-пературы.
10.8. В металлическую и фарфоровую кружки налили горячий чай. Какая из кружек быстрее нагреется? Каким способом осуществляется теплообмен между чаем и стенками кружек? Как изменится внутренняя энергия чая, кружек? 10.9. Почему зимой на улице металл на ощупь кажется холоднее дерева? Каким будет казаться на ощупь металл и дерево в сорокаградусную жару? Почему? 10.10. В комнату внесли три одинаковых куска льда. Один положили в фарфоровую тарелку, второй — на достаточно большой металлический противень, а третий окутали ватой. Какой из кусков льда быстрее растает? Какой из кусков льда растает позже всех? 10.11. Почему в безветрие языки пламени свечи устанавливаются вертикально? 10.12. Почему радиаторы центрального отопления ставят обычно под окнами?
10.13. Сильная струя воздуха, идущая от вентилятора, создает прохладу. Можно ли при помощи этой струи сохранить мороженое в твердом виде? 10.14. Возможна ли передача теплоты конвекционными потоками в жидкостях и газах в космическом корабле, который движется вдали от космических тел: а) с отключенными двигателями; б) с работающими двигателями? 10.15. Почему грязный снег в солнечную погоду тает быстрее, чем чистый? 10.16. Почему вода в открытых водоемах нагревается солнечными лучами медленнее, чем суша?
10.17. Что потребует больших затрат энергии для нагревания на 1 X: стакан воды или ведро воды? 10.18. Алюминиевую и серебряную ложки одинаковой массы опустили в кипяток. Одинаковое ли количество теплоты они получат от воды? 10.19. Кубики, изготовленные из алюминия и серебра, массой т = 1 кг каждый, охлаждают на At = 1 X. На сколько изменится внутренняя энергия каждого кубика? 10.20. По куску свинца и по куску стали, массы которых равны, ударили молотком одинаковое число раз. Какой кусок больше нагреется? 10.21. Нагретый камень массой т — 5 кг, охлаждаясь в воде на At = 1 °С, передает ей Q = 2,1 кДж тепла. Чему равна теплоемкость камня? удельная теплоемкость? 10.22. Кусок льда массой т = 0,8 кг нагревают от tx — -20 X до t2 — О °С. При этом затрачено количество теплоты Q = 33,6 кДж, Определить теплоемкость куска льда в этом процессе и удельную теплоемкость льда, если плавления не происходит. 10.23. Сколько энергии пошло на нагревание от tx = 20 X до t2 = 920 X железной заклепки, масса которой m = 110r? 10.24. Какое количество теплоты пойдет на нагревание воды от tj = 15 X до t2 = 25 X в бассейне, длина которого I = 100 м, ширина b = 6 м и глубина h = 2 м? 10.25. На сколько градусов нагреется вода объемом 7 = 2 л, если ей сообщить количество теплоты Q = 100 Дж? 10.26. При охлаждении куска олова массой т = 100 г до температуры t2 = 32 °С выделилось Q = 5 кДж теплоты. Какой была температура олова до охлаждения? 10.27. На нагревание кирпича массой т1 = 4 кг на At = 63 °С затрачено такое же количество теплоты, как и для нагревания т2 = 4 кг воды на At2 = 13,2 °С. Чему равна удельная теплоемкость кирпича? 10.28. Воду массой т = 2 кг нагревают от t0 = О °С до t — 100 °С. Построить график зависимости температуры воды от полученного количества теплоты. 10.29. Температура некоторой массы воды повышается на At = 1 °С. На сколько увеличивается энергия одной молекулы воды? 10.30. На сколько градусов нагреется кусок свинца, если он упадет с высоты Л = 26 м на плиту? Считать, что вся кинетическая энергия свинца переходит во внутреннюю энергию. 10.31. С какой высоты должна упасть капля воды, чтобы при ударе о землю она нагрелась на 1 °С? Сопротивлением воздуха пренебречь. 10.32. На какую высоту можно было бы поднять груз массой т = 2 т, если бы удалось полностью использовать энергию, освободившуюся при остывании стакана воды от температуры = 100 °С до t2 = 20 °С? Объем стакана V = 250 см3. 10.33. Пластилиновый шар бросают со скоростью о0 = 10 м/с под углом а = 60° к горизонту в стену, расположенную на расстоянии I = 6,3 м от точки бросания. Шар прилипает к стене. Считая, что вся кинетическая энергия пошла на его нагревание, найти изменение температуры шара. Удельная теплоемкость пластилина с - 2,5 * 103 Дж/(кг * К). 10.34. Паровой молот массой М = Ют падает с высоты h = 2,5 м на железную болванку массой т = 200 кг. Сколько раз он должен упасть, чтобы температура болванки поднялась на At = 40 °С? На нагревание болванки идет 60% энергии, выделенной при ударах. 10.35. Лампа накаливания, расходующая Р — 54 Вт, погружена в про-зрачный калориметр, содержащий V = 650 см3 воды. За t = 3 мин вода нагрелась на At = 3,4 °С. Какая часть г| расходуемой лампочкой энергии пропускается калориметром наружу? 10.36. Энергетическая установка мощностью N = 50 кВт охлаждается проточной водой, протекающей по спиральной трубке, диаметр которой d = 15 мм. При установившемся режиме вода нагревается на Д£ = 15 °С. Определить скорость прокачки воды в охладительной системе, если известно, что на нагревание идет = 60% энергии установки.
10.37. Почему не изменяется температура кристаллических тел при плавлении или отвердевании? 10.38. Можно ли указать температуру плавления для аморфных тел, таких, например, как пластилин? 10.39. Выполняется ли закон сохранения энергии при плавлении и отвердевании веществ? 10.40. На сколько увеличится внутренняя энергия куска меди, масса которого т = 1 кг, при плавлении? 10.41. Во сколько раз больше энергии требуется для плавления льда при температуре О °С, чем для нагревания льда той же массы на At = 1 °С? 10.42. Какое количество льда, взятого при температуре плавления, можно растопить, затратив энергию W = 340 Дж? 10.43. Сколько теплоты уходит на приготовление воды из льда, масса которого т = 10 кг? Лед взят при температуре = -20 °С, а температура воды должна быть t2 = 15 °С. 10.44. Небольшая льдинка, находящаяся при температуре О °С, пол-ностью расплавилась при неупругом ударе о преграду. Известно, что для плавления льда массой т = 1 кг при температуре t = О °С необходимо за-тратить количество теплоты Q = 366 кДж. Определить долю энергии г|, идущую на нагревание преграды, если скорость льдинки при подлете к ней была о = 2 км/с. 10.45. С какой минимальной скоростью и должны лететь навстречу друг другу две одинаковые льдинки, чтобы при ударе полностью расплавиться? Температура каждой льдинки перед ударом £ = -10 °С. 10.46. Какое количество теплоты отводит холодильник ежесекундно, если в нем за т = 2 ч замерзает т = 7,2 кг воды. Начальная температура воды (0 = 20 Конечная температура льда £1 = -10 °С. 10.47. В герметически закрытом сосуде в воде плавает кусок льда массой тл = 0,1 кг, в который вмерзла дробинка массой тд = 5 кг. Какое количество тепла надо затратить, чтобы кусок льда с дробинкой начал тонуть? Температура воды в сосуде равна О °С. 10.48. Сосуд, в котором находится вода массой т1 = 100 г при температуре tx = О °С, внесли в комнату. Через время = 15 мин температура воды поднялась до t2 = 2 °С. Когда же в сосуде при той же температуре
находилось т2 = 100 г льда, то он растаял за время х2 = 10 ч. Определить удельную теплоту плавления льда. Теплоемкость воды считать известной. 10.49. Тигель с оловом нагревают таким образом, что количество теплоты, ежесекундно подводимое к тигелю, постоянно. За время Tj = = 5 мин температура олова поднялась от — 10 °С до t2 = 50 °С. Какое время необходимо, чтобы нагреть олово от t2 = 50° до tnn = 232 °С и полностью его расплавить? 10.50. Для нахождения удельной теплоемкости воды определяли время, необходимое на образование льда в комнатном холодильнике. В одном из опытов получили, что для охлаждения воды, взятой при температуре t1 = 4 °С, до температуры t2 = 0 °С потребовалось = 5 мин. Еще т2 = 107,5 мин потребовалось для превращения охлажденной воды в лед с температурой f3 = -12 °С. Считая теплоотвод холодильника постоянным, найти удельную теплоемкость воды.
10.51. Почему температура воды в открытом ведре всегда немного ниже температуры воздуха в комнате? 10.52. Почему охлаждается жидкость при испарении? 10.53. В Москве температура кипения воды в открытом сосуде ко-леблется от 98,5 X! до 101 °С. Чем это можно объяснить? 10.54. Выполняется ли закон сохранения энергии при парообразовании и конденсации пара? 10.55. Что обладает большей внутренней энергией: вода при темпе-ратуре кипения или пар той же массы при той же температуре? 10.56. Какое количество теплоты выделяется при конденсации водяного пара массой т — 2,5 кг, взятого при температуре кипения? 10.57. Какое количество теплоты необходимо для нагревания воды, масса которой т1 = 10 кг, от f j = 5 °С до t2 = Ю0 ‘С и превращения в пар ее части т2 = 0,4 кг? 10.58. Какую массу воды, находящейся при температуре t = 30 °С, можно испарить, затратив энергию Q = 102 Дж? 10.59. С какой минимальной скоростью влетает метеорит в атмосферу Земли, если при этом он нагревается, плавится и превращается в пар? Метеоритное вещество состоит из железа. Начальная температура
10.60. Двухлитровый алюминиевый чайник налили доверху водой при температуре t = 20 °С и поставили на электроплитку с КПД ц = 30%. Мощность плитки N = 5 кВт, масса чайника М = 500 г. Через какое время масса воды в чайнике уменьшится на Дпг = 100 г? 10.61. В алюминиевой кастрюле массой т ~ 0,2 кг находится вода объемом 7=0,5 л и лед массой тл = 200 г при 0 °С. Кастрюлю нагревают на электроплитке мощностью N = 600 Вт в течение т = 30 мин. Сколько выкипело воды, если КПД плитки г| = 50% ? 10.62°. Сосуд Дьюара содержит V = 1 л жидкого азота при температуре tj = -195 °С. Известно, что за сутки (Дтг) испарилась половина взятого количества азота. Если в том же сосуде находится лед при температуре £2 = О °С, то в течение Лт2 = 22,5 ч растает т2 = 20 г льда. Температура окружающей среды постоянна t = 20 °С. Определить количество теплоты, необходимое для испарения 1 кг азота, если известно, что скорость подвода тепла извне пропорциональна разности температур снаружи и внутри сосуда. Плотность жидкого азота р = 800 кг/м3.
10.63. Какое количество теплоты выделится при полном сгорании пороха массой тх = 25 г, каменного угля массой т2 = 1,5 т? 10.64. При полном сгорании тротила массой т = 10 кг выделяется количество теплоты Q = 1,5 * 108 Дж. Чему равна удельная теплота сгорания тротила? 10.65. На сколько больше теплоты выделится при полном сгорании бензина массой т = 2 кг, чем при полном сгорании сухих березовых дров той же массы? 10.66. Во сколько раз больше выделится теплоты при полном сгорании бензина, чем при полном сгорании торфа той же массы? 10.67. Какую массу каменного угля нужно сжечь, чтобы выделилось столько энергии, как и при сгорании бензина, объем которого 7=6 л? 10.68. На сколько градусов можно нагреть воду массой тг ~ 11 кг при сжигании керосина массой т2 — 20 г, если считать, что теплота, вы-делившаяся при сгорании, целиком пошла на нагревание воды? 10.69. При нагревании на спиртовке тх = 224 г воды от = 15 °С до t2~ 75 °С сожгли т2 = 5 г спирта. Определить КПД спиртовки.
10.70. Самолет израсходовал т = 5 т бензина за t = 8 ч полета. Опре-делить мощность двигателей самолета, если их КПД г| = 40% . 10.71. Определить коэффициент полезного действия плавильной печи, в которой для нагревания тг — 0,5 т алюминия от Т1 = 282 К до температуры плавления Т2 = 932 К было израсходовано т2 = 70 кг каменного угля, 10.72. На реактивном лайнере установлено 4 двигателя, каждый из которых при полной нагрузке развивает силу тяги F = 40 кН. Оценить количество топлива, необходимое лайнеру для преодоления расстояния s = 104 км, если удельная теплота сгорания топлива q = 40 МДж/кг, а КПД двигателя г\ = 40%. 10.73. Двигатель мотороллера «Вятка» развивает мощность N ~ = 3,31 кВт при скорости v = 58 км/ч. Какой путь пройдет мотороллер, если у него в бензобаке V = 3,2 л бензина? Коэффициент полезного действия двигателя г| = 20% . 10.74. Какое количество природного газа надо сжечь, чтобы тл = 4 кг льда при fj = -10 °С обратить в пар с температурой t2 = 100 °С? Построить график зависимости Q = f(t), учитывая процессы плавления и парообразования. КПД нагревателя г\ = 60% . 10.75. Газовая нагревательная колонка потребляет VQ= 1,8 м3 метана в час. Найти температуру воды, подогреваемой этой колонкой, если вытекающая струя имеет скорость v = 0,5 м/с. Диаметр струи d = 1 см, начальная температура воды и газа t0 = 11 °С. Газ в трубе находится под давлением Р = 1,2 атм. КПД нагревателя г\ = 60%
10.76. В паровой котел, содержащий воду массой = 50 т при температуре = 240 °С, с помощью насоса добавили т2 = 3 т воды при температуре t2 = 10 °С. Какая установится температура смеси? Теплоемкостью котла пренебречь. 10.77. В воду объемом V = 20 л, находящуюся при температуре f! = 2 7 °С, влили некоторое количество кипятка, в результате чего установилась температура воды t2 = 60 °С. Определить объем добавленного кипятка. 10.78. Сколько нужно килограммов льда, чтобы охладить воду в ванне от = 17 °С до t2 = 7 °С? Объем воды 100 л. Температура льда 0 °С. 10. Термодинамика 10.79. В термос, теплоемкостью которого можно пренебречь, налито = 0,1 кг воды при температуре = 7 X. После того как в воду опустили предмет массой т2 = 41,9 г и с температурой t2 = 127 X, в термосе установилась температура X —27 X, Определить удельную теплоемкость материала, из которого сделан предмет. 10.80. Два одинаковых сосуда содержат воду: один—= 0,1кг при ^ = 45 °С, другой — т2 = 0,5 кг при t2 — 24 X. В сосуды наливают одинаковое количество ртути. После установления теплового равновесия в обоих сосудах температура воды оказалась одна и та же и равна t = 17 °С. Найти теплоемкость С0 сосудов. 10.81. В медный сосуд, нагретый до температуры tx = 350 X, положили т2 = 600 г льда при температуре t2 - '10 X. В результате в сосуде оказалось т3 = 550 г льда, смешанного с водой. Определить массу сосуда mt. 10.82. Латунный калориметр массой т1 - 0,1 кг, содержащий т2 = 0,2 кг воды при температуре tx — 7Х, опускают предмет массой т3 — ОД кг и температурой t2 — 127 X. После чего в калориметре устанавливается температура t0 = 27 X. Определить удельную теплоемкость материала, из которого изготовлен предмет, 10.83. Для измерения температуры воды, имеющей массу тг = 66 г, в нее погрузили термометр, который показал = 32,4 X. Какова была температура воды перед измерением г0, если теплоемкость термометра С = 1,9 Дж/К и перед погружением в воду он показывал температуру помещения t2 = 17,8 X? 10.84. В алюминиевом калориметре массой т = 500 г находится т1 = 250 г воды при температуре Хг = 19 X. Если в калориметр опустить металлический цилиндр массой т2 — 180 г, состоящий из двух частей — алюминиевой и медной, то температура воды поднимается до £ = 27 X. Определить массу алюминия и меди в цилиндре, если его первоначальная температура t2 = 127 X. 10.85. В медный теплоизолированный сосуд налита вода, в которую опустили горячий брусок из константана (сплав меди и никеля). После того как брусок остыл, выяснилось, что изменение температуры сосуда с водой в п ~ 11 раз меньше изменения температуры бруска. Массы сосуда, воды и бруска одинаковы. Найти процентное содержание меди и никеля в константане. 10.86. Имеются два теплоизолированных сосуда. В первом из них находится Vj = 5 л воды при температуре t± = 60 X, во втором V2 = 1 л
воды при температуре t2 = 20 °С. Часть воды перелили из первого сосуда во второй. После установления теплового равновесия во втором сосуде из него в первый сосуд отлили столько воды, чтобы ее объемы в сосудах стали равны первоначальным. После этих операций температура воды в первом сосуде стала tz = 59 °С. Сколько воды переливали из первого сосуда во второй и обратно? 10.87. В куске льда, температура которого t1 = О °С, сделано углубление объемом V = 160 см3. В это углубление налили тЛ = 60 г воды, температура которой t2 = 75 °С. Какой объем будет иметь свободное от воды углубление, когда вода остынет? 10.88. Во льду сделана лунка объемом V = 100 см3. В эту лунку налили т = 1 кг расплавленного свинца при температуре плавления *2 = 327 °С. Найти объем лунки, свободной от воды и свинца, после установления теплового равновесия. Температура льда 0 °С. 10.89°. Два одинаковых калориметра высотой h — 75 см заполнены на - . Первый — льдом, образовавшимся в результате замерзания нали- О той в него воды, второй — водой при температуре tB = 10 РС. Воду из второго калориметра переливают в первый, в результате чего он оказывается заполненным на ~ . После того как температура в первом калориметре и установилась, уровень заполнения его увеличился на ДЛ = 0,5 см. Найти начальную температуру льда в первом калориметре. 10.90. В калориметр, содержащий 100 г льда при 0 *С, впущено 100 г пара при температуре 100 °С. Какая температура установится в калориметре? Какова масса полученной воды? 10.91. Теплоизолированный сосуд содержит смесь, состоящую из льда и воды массой = 2 кг и т2 = 10 кг соответственно при общей температуре fj = 0 °С. В сосуд подают водяной пар при температуре t2 = 100 °С. Какая масса воды окажется в сосуде в тот момент, когда ее температура будет £3 = 80 °С? 10.92. В калориметр налито тг = 2 кг воды, имеющей температуру *2 = 5 °С, и положен кусок льда массой т2 = 5 кг, имеющий температуру t2 = -40 °С, Определить температуру и объем содержимого калориметра после установления теплового равновесия. Теплоемкостью калориметра и теплообменом с внешней средой пренебречь. 10.93. В теплоизолированном сосуде находится вода при t = 0 °С. Из сосуда откачивают воздух, в результате чего вода замерзает за счет охлаждения ее при испарении. Определить, какая часть воды при этом испарится, если известно, что удельная теплота парообразования при t = 0°C г = 2,5 * 106 Дж/кг.
10.94. В теплоизолированном сосуде имеются две жидкости с удельными теплоемкостями сг и с2, разделенные теплоизолирующей перегородкой. Температуры жидкостей различны. Перегородку убирают, и после установления теплового равновесия разность между начальной температурой одной из жидкостей и установившейся в сосуде температурой оказывается в два раза меньше разности начальных температур жидкостей. Найти отношение масс первой и второй жидкостей. 10.95. Чистую воду можно охладить до температуры t = -10 °С. Какая часть воды превратится в лед, если начнется кристаллизация? (Теплообмен происходит лишь между водой и льдом.) 10.96°. Лед массой т = 100 г при температуре 0 °С заключен в тепло-изолирующую оболочку и подвергнут сжатию до давления р — 240 атм. Найти массу растаявшей части льда, если понижение температуры плавления происходит прямо пропорционально давлению и при увеличении давления на Ар — 138 атм температура плавления понижается на 1 °С.
10.97. В центре диска сделано маленькое отверстие. Изменится ли диаметр этого отверстия, если диск перенести из холодного помещения в теплое? 10.98. Из медного листа вырезали пластинку (рис. 10.1). Изменится ли угол а, если пластинку охладить? 10.99. На диске, вырезанном из медной пластинки, начертили отрезок прямой (рис. 10.2). Останется ли он прямым, если диск нагреть? 10.100. На медном диске начертили окружность (рис. 10.3). Останется ли она правильной окружностью, если диск нагреть? 10.101. Стальную полоску согнули так, как показано на рисунке 10.4. Изменится ли расстояние АВ, если пластинку нагреть?
10.102. У литых чугунных колес вагонов спицы делают не прямыми, а изогнутыми. Почему? 10.103. Как отразилось бы на показаниях термометра равенство ко-эффициентов расширения стекла и ртути? 10.104. Почему платина, впаянная в стекло, не отделяется от стекла при изменении температуры? 10.105. При постройке бетонных дорог между плитами оставляют небольшие зазоры. Для чего это делается? 10.106. Длина медной трубки, образующей змеевик, I — 12 м при температуре tx = 20 °С. Какой будет длина трубки при нагревании ее паром до температуры t2 — 120 °С? 10.107. Длина рельса I = 12,5 м при температуре *0 — 0 °С. Какой на-именьший воздушный зазор следует оставить на стыке рельсов, если температура нагревания рельса может достигать t = 40 ^С? 10.108. В Киеве через Днепр построен стальной мост им. Патона. При температуре — 20 °С длина моста /= 1543 м. Найти изменение длины моста при понижении температуры до t2 = -30 °С. 10.109. Железная труба при температуре t1 = 20 °С имеет длину ij = 10,7 м. На сколько удлинится эта труба, если по ней пропустить пар, нагретый до t2 = 420 °С? 10.110. В центре стального диска имеется отверстие, диаметр которого d — 4,99 мм при температуре £0 = 0 °С. До какой температуры следует нагреть диск, чтобы в отверстие проходил шарик диаметром D = 5,0 мм? 10.111. Диаметр колеса тепловоза при температуре t0 = 0 °С составляет d0 = 2 м. Определить, на сколько оборотов меньше колесо сделает летом при температуре — 35 °С, чем зимой при температуре t2 = -25 °С на пути пробега тепловоза s — 200 км. Коэффициент линейного расширения металла колеса а = 1,2 * 10~5 град-1. 10.112. Две линейки (одна медная, другая железная) наложены одна на другую так, что с одной стороны их концы совпадают. Определить их длины при 0 °С, зная, что разность их длин составляет I при всякой температуре. 10.113. Железная балка наглухо заделана между двумя стенами при £0 = 0 °С. Какое давление р она будет производить на стены при повышении температуры до = 20 °С, если они будут препятствовать ее удлинению? Модуль упругости Е считать равным 2 • 107 Н/см2.
10.114. Стальная цилиндрическая деталь при обработке на токарном станке нагревается до температуры t — 80 X. Деталь при температуре £0 = 10 °С должна иметь диаметр d = 5 мм. Допустимые отклонения от заданного диаметра не должны превышать Ad = 10 мкм. Следует ли во время обработки вносить поправки на тепловое расширение стали? 10.115. Маятник часов при температуре £0 имеет длину /0 и при этом часы идут точно. Коэффициент линейного расширения материала, из которого изготовлен маятник, а =* 1,85 • 10-5 К“*. На сколько будут отставать или убегать часы за 1 сутки, если температура в помещении на At = 10 °С выше t0? 10.116°. Стальная и бронзовая пластинки, толщиной Л = 0,2 мм каждая, склепаны на концах так, что при температуре Т0 — 273 К образуют плоскую металлическую пластинку. Каков будет радиус изгиба R этой биметаллической пластинки при температуре Т = 373 К? 10.117. Определить площадь латунной пластинки при температуре t2 — ЮО X, если при температуре = 10 X она равна Sj = 120 см2. 10.118. В бутыль, имеющую при t0 = О X объем V = 20 л, налит до краев керосин при той же температуре. На сколько градусов должна повыситься температура, чтобы вытекло AV = 0,5 л керосина? Расширением бутыли пренебречь. 10.119. Нефть налита в цилиндрическую цистерну, высота которой А = 6м. При температуре £0 = 0 °С нефть не доходит до края цистерны на АЛ = 0,2 м. При какой температуре нефть начнет выливаться из цистерны? 10.120. Алюминиевый диск при нагревании увеличил свой объем на AV =4,6 см3. Какое количество теплоты при этом было затрачено, если начальная температура диска 0 °С? 10.121. При наблюдении теплового расширения жидкостей, чтобы исключить влияние изменения объема стеклянного сосуда во время на-гревания, часть сосуда заполняется сплавом. Коэффициент объемного рас-ширения сплава р = 8 • 10-5 К^1, стекла — р0 = 3 • 10~5 К-1. Какая часть объема сосуда ц должна быть заполнена сплавом, чтобы тепловое расширение сосуда было полностью скомпенсировано? 10.122. Стальной шарик массой m = 100 г опущен на нити в керосин. На сколько изменится сила натяжения нити, если всю систему нагреть от £х = 20 X до t2 = 50 X? 10.123. Стеклянный шарик с коэффициентом объемного расширения р взвешивается в жидкости при температурах t1 и t2. Вес вытеснен-
ной жидкости равен соответственно Р^ и Р2. Определить коэффициент объемного расширения жидкости р0. 10.124. Некоторый объем керосина при температуре tQ = О °С имеет массу т0= 1,6 кг. Такой же объем керосина при температуре ^ = 60 °С имеет массу тг — 1,5 кг. Определить коэффициент объемного расширения керосина. 10.125. Два бруска разного объема из одного и того же материала, имеющие разную температуру, прикладывают друг к другу. Обмен теплотой с окружающими телами отсутствует. Изменятся ли при этом общий объем и общая длина брусков? 10.126. Сообщающиеся сосуды наполнены жидкостью. Температура жидкости в одном из них повышается, в другом остается неизменной. Меняется ли при этом уровень жидкости во втором сосуде?
10.127. Определить внутреннюю энергию одноатомного идеального газа, взятого в количестве v = 10 молей при температуре t = 27 °С. 10.128. Внутренняя энергия идеального одноатомного газа U = 15 кДж при температуре t = 27 °С. Определить количество молей данного газа. 10.129. В баллоне находится т = 5 кг аргона при температуре Т = 300 К. Чему равна внутренняя энергия газа? 10.130. Какова температура идеального одноатомного газа, взятого в количестве v — 10 молей, если известно, что внутренняя его энергия 17= 74,79 кДж? 10.131. В вертикальном цилиндрическом сосуде площадью поперечного сечения S на высоте h от основания находится поршень массой т. Под поршнем находится одноатомный газ. Атмосферное давлениер0. Пренебрегая трением, определить внутреннюю энергию газа под поршнем. 10.132. Одноатомный идеальный газ находится в баллоне объемом V= 10 л при давлении р = 105 Па. Чему равна внутренняя энергия газа? 10.133. Каково давление идеального одноатомного газа, занимающего объем V = 2 л, если его внутренняя энергия U = 300 Дж? 10.134. Одноатомный идеальный газ изотермически расширился из состояния с давлением рг = 10е Па и объемом V1 = 1 л до вдвое большего объема. Найти внутреннюю энергию газа в конечном состоянии.
10.135. Определить изменение внутренней энергии идеального одно-атомного газа, взятого в количестве v = 1 моль, при нагревании газа от fj = 27 °С до t2= 127 °С. 10.136. Одноатомный идеальный газ, находящийся при О °С, нагрет на At = 27 °С. На сколько процентов возросла его внутренняя энергия? 10.137. Один киломоль идеального одноатомного газа находится при температуре Т1 = 400 К под давлением рг = 106 Па. В результате изохорического процесса внутренняя энергия газа изменилась на AU = -12,5 ■ 105 Дж. Определить параметры конечного состояния газа 0^2* Р2* ^2)* 10.138. Как изменяется внутренняя энергия идеального газа при: а)изобарическом нагревании; б) изохорическом охлаждении; в) изотер-мическом сжатии? 10.139. На сколько изменится масса и внутренняя энергия воздуха в комнате при повышении температуры в ней от = 10 °С до if2 = 50 °С? Давление р = 105 Па. Объем воздуха в комнате V = 100 м3. 10.140. Найти концентрацию молекул идеального одноатомного газа в сосуде вместимостью V — 2 л при температуре t — 27 °С, если его внутренняя энергия U = 300 Дж. 10.141. Зависит ли изменение внутренней энергии газа от способа его перевода из состояния 1 в состояние 3 (рис. 10.5)? 10.142. Определить изменение внутренней энергии идеального одно-атомного газа в процессе, изображенном на р—У-диаграмме (рис. 10.6), если р0 = 0,1 МПа, V0 = 2 л. 10.143. Определить изменение внутренней энергии идеального одно-атомного газа в процессе, изображенном на р—^-диаграмме (рис. 10.7), если р0 = 0,2 МПа, V0 — 1 л. 10.144. Над идеальным одноатомным газом совершается процесс, в котором его давление изменяется пропорционально квадрату абсо-
лютной температуры. При увеличении объема от V0 = 2 л до V = 3V0 внутренняя энергия газа уменьшается на AU = 300 Дж. Определить давление газа, когда он занимал объем VQ. 10.145. Найти внутреннюю энергию смеси, состоящей из гелия массой тх = 20 г и неона массой пг2 = 10 г, при температуре Т = 300 К. 10.146. В сосуде находится криптон массой т^ = 42 г и аргон массой т2 ~ 20 г. Найти изменение внутренней энергии смеси Alf при ее нагревании на Д£ = 50 °С. 10.147. Изменение состояния одного моля идеального одноатомного газа происходит по закону pVn = const. Найти изменение внутренней энергии при увеличении объема в два раза для случаев: 1) п = 0; 2) п = 1; 3) п = 2. Начальная температура газа Т0 = 300 К, 10.148. Идеальный газ сжимают поршнем и одновременно подогревают. Во сколько раз изменится его внутренняя энергия, если объем газа уменьшить в п = 5 раз, а давление увеличить в k = 7 раз? 10.149. Один киломоль идеального одноатомного газа расширяется по закону = const. При этом объем газа увеличивается втрое, а его внутренняя энергия увеличивается на AU = 9,972 ла первоначальная температура газа? 10.150. В длинной гладкой пустой (нет внешнего давления) теплоизолированной трубе находятся два поршня массами т1 и т2 (рис. 10.8), между которыми в объеме VQ при давлении р0 находится одноатомный газ. Поршни отпускают. Определить их максимальные скорости, если масса газа много меньше массы поршней. 10.151. Сосуд с гелием движется по прямой со скоростью и — 100 м/с. На сколько возрастет температура газа, если сосуд остановить? Объем сосуда V. Сосуд с газом теплоизолирован. Темлоемкостью сосуда пренебречь. 10.152. Поршень массой т, замыкающий объем V0 одноатомного газа при давлении р0 и температуре Т*0, приводят в движение с начальной скоростью и (рис. 10.9). Найти температуру газа при максимальном сжатии. Система теплоизолирована. Темплоемкостями поршня и сосуда пренебречь.
10.153°. В расположенном горизонтально цилиндре, слева от закрепленного поршня находится идеальный одноатомный газ в количестве v = 1 моль. В правой части цилиндра вакуум, а пружина, расположенная между поршнем и стенкой, недеформирована рис. 10.10 (рис. 10.10). Цилиндр теплоизолирован от окружающей среды. Когда поршень освободили, объем, занимаемый газом, увеличился вдвое. Найти конечную температуру и давление, если первоначальная температура Т, а давление р. Теплоемкости цилиндра, поршня и пружины пренебрежимо малы. 10.154*. Сравнить внутреннюю энергию одного моля гелия и водорода, находящихся при одинаковой температуре.
10.155. Какую работу совершает газ, расширяясь изобарически при давлениир = 2 • 1Q5 Па от объема Vx = 1,6 л до объема V2 = 2,5 л? 10.156. В вертикально расположенном цилиндре с площадью основания S = 1 дм2 под поршнем массой m = 10 кг находится воздух. При изобарном нагревании поршень поднялся на высоту h = 20 см. Какую работу совершил воздух? Атмосферное давление р0 = Ю5 Па. Трение не учитывать. 10.157. Какую работу совершает один моль газа при изобарном по-вышении температуры на At = 1 °С? 10.158. Какую работу совершает кислород массой m = 0,32 кг при изобарном нагревании на АТ = 20 К? 10.159. Какая масса водорода находится в цилиндре под поршнем, если при нагревании от температуры Тг ~ 250 К до температуры Т2 — 680 К газ произвел работу А = 400 Дж? 10.160. Кислород, взятый при температуре t0 = 27 °С, изобарически сжали до объема в г| = 5 раз меньше первоначального. Определить работу внешней силы при сжатии, если масса газа m = 160 г. 10.161. Один киломоль газа при изобарическом расширении совершает работу А = 831 кДж. В исходном состоянии объем газа Vj = 3 м3, а температура Тх = 300 К. Каковы параметры газа р2» ^2* ^2 после Рас_ ширения?
10.162. Некоторое количество газа нагревают от температуры Т1 = = 300 К до температуры Т2 = 400 К. При этом объем газа изменяется прямо пропорционально температуре. Начальный объем газа V = 3 дм3. Давление, измеренное в конце процесса, р = 105 Па. Какую работу совершил газ в этом процессе? 10.163. В вертикальном цилиндре с площадью основания S = 10 см2 находится газ при температуре t — 17 °С. На высоте Л = 25 см от основания цилиндра расположен легкий поршень, на который поставлена гиря весом Р — 20 Н. Какую работу совершит газ при расширении, если его нагреть на At — 100 °С? Атмосферное давление pQ = 105 Па. Трения в системе нет. 10.164. В цилиндре под поршнем находится водород при температуре t = 30 °С, занимающий объем V = 8 дм3 при давлении р = 2 • 105 Па. Как изменится температура водорода, если при постоянном давлении совершить над ним работу А ~ 50 Дж? 10.165. При изобарическом нагревании от температуры £х - 20 °С до температуры t2 ~ 50 °С газ совершает работу А = 2,5 кДж. Определить число молекул газа, участвующих в этом процессе. 10.166. Найти работу изобарического расширения двух молей иде-ального одноатомного газа, если известно, что концентрация молекул в конечном состоянии вдвое меньше, чем в начальном при температуре Тх = 300 к. 10.167. В двух цилиндрах под подвижными поршнями находятся водород и кислород. Сравнить работы, которые совершают эти газы при изобарном нагревании, если их массы, а так же начальные и конечные температуры равны. 10.168. Водород массой m = 2 кг при температуре Т = 300 К охлаждают изохорически так, что его давление падает в п = 3 раза. Затем водород изобарически расширяется. Найти работу газа, если его конечная температура равна начальной. 10.169. Газ переходит из состояния 1 в со- р7 атм стояние 2 (рис. 10.11). Какую работу он при этом совершает?
10.171. Идеальный газ массой m и молярной массой Л/, находящийся при температуре Т, охлаждается изохорически так, что давление падает в п раз. Затем газ расширяется при постоянном давлении. В конечном состоянии его температура равна первоначальной. Определить совершенную газом работу. Построить график данного процесса в координатах р, V. 10.172. Состояние 1 моля идеального одноатомного газа изменялось по изобаре 1—2 и изохоре 2—3 (рис. 10.13). В процессе 1—2—3 газом совершена работа А = 3500 Дж. Температура в состояниях 1 и 3 оказалась одинакова. Используя данные рисунка, найти эту температуру и определить изменение внутренней энергии газа в процессе 1—2—3. Р Р2 Pi 10.173. Некоторый газ переводится из начального состояния в конечное, как показано на рисунке 10.14. Какую работу он при этом совершает? 10.174. Газ переходит из состояния 1 в состояние 2 (рис. 10.15). Определить работу, которую совершил газ в этом процессе. 10.175. Некоторый газ расширяется от объема Vj = 1 л до объема У2 = 11 л. Давление при этом изменяется по закону р = aV, где а “ 4 Па/м3. Найти работу, совершаемую газом. Поглощается или выделяется энергия в этом процессе? 10.176. Один киломоль идеального газа первоначально находился при давлении р0 и занимал объем У0. В процессе расширения до объема Vj по закону p/V = р0/У0 газ совершает работу. Определить работу, совершенную газом, и найти изменение температуры газа в этом процессе. 10.177. Газ расширяется от давления рг = 2 * 103 Па до давления р2 = 103 Па по закону р = а - bV, где а = const, 5 = 0,5 Па/м3. Найти работу, совершаемую газом при таком расширении. 10.178. Температура некоторой массы т идеального газа молярной массы М меняется по закону Т = aV2, где a = const. Найти работу, совершенную газом при увеличении объема от до V2. Поглощается или выделяется энергия в таком процессе? 10.179*. Объем газа увеличился в два раза: один раз изотермически, другой раз изобарически. В каком из этих случаев газ совершил большую работу? Ответ обосновать. 10.180*. Какую работу совершает при изотермическом расширении водород, взятый при температуре t = 11 °С, если его объем увеличивается в 3 раза? Масса водорода m = 5 г. 10.181*. Газ, занимающий объем V1 = 10 л при давлении рх = ~ 2 ■ 105 Па, расширяется изотермически до объема V2 = 28 л. Какую работу он при этом совершает? 10.182*. Воздух массой m = 1 кг находится под поршнем в цилиндре. Давление воздуха р = 8 • 105 Па, а температура t = 158 °С. При изотер-мическом расширении его давление уменьшилось вдвое. Найти работу, совершаемую газом, и его конечный объем. 10.183*. Газ, занимающий объем Vx = 1 л при давлении pi = 1 атм, расширился изотермически до объема V2 = 2 л. Затем при постоянном объеме давление газа было уменьшено в два раза. В дальнейшем газ расширился при постоянном давлении до объема V3 = 4 л. Начертить график зависимости давления от объема и, используя его, установить, в каком из перечисленных процессов газ совершил наибольшую работу. Как менялась температура в каждом процессе?
10.184. При нагревании газа его внутренняя энергия увеличивается на ДU = 600 Дж и он совершает работу А = 200 Дж. Какое количество тепла сообщили газу? 10.185. Над идеальным газом совершается работа А = 200 Дж, при этом его внутренняя энергия возрастает на AU = 500 Дж. Какое количество теплоты было подведено к газу в этом процессе? 10.186. Газу сообщают количество теплоты Q = 7 кДж. При этом ц = 60% подведенного тепла идет на увеличение внутренней энергии газа. Найти работу, совершаемую газом.
10.187. Газу сообщают количество теплоты Q = 5 ■ 105 Дж. Какая часть количества теплоты пошла на увеличение внутренней энергии газа, если в процессе расширения газ совершил работу А = 2 • 105 Дж? 10.188. При сообщении идеальному газу количества теплоты Q газ совершает работу А. Какой была внутренняя энергия газа U0, если его температура выросла в п раз? 10.189. Идеальный одноатомный газ, взятый в количестве v = = 2 кмоль, переводят из одного состояния в другое. При этом температура газа в обоих состояниях одинакова t = 27 °С. Определить внутреннюю энергию газа в обоих состояниях, ее изменение и работу, совершенную газом при этом переходе, если известно, что газу сообщили количество теплоты Q = 10 кДж. 10.190. В закрытом сосуде находится гелий, взятый в количестве v = 3 моля при температуре t = 27 °С. На сколько процентов увеличится давление в сосуде, если газу сообщить количество теплоты Q = 3 кДж? 10.191. Одноатомный идеальный газ, первоначально занимающий объем V1 = 2 м3, изохорически перевели в состояние, при котором его давление увеличилось на Ар = 0,2 МПа. Какое количество теплоты сообщили газу? 10.192* В баллоне объемом V = 1 л находится кислород под давлением р = 107 Па при температуре Т = 300 К. К газу подводят количество теплоты 8,35 кДж. Определить температуру и давление газа после нагревания. 10.193. В баллоне содержится одноатомный газ v = 4 моля при тем-пературе Т = 300 К. При нагревании баллона средняя квадратичная скорость молекул газа увеличилась в п = 1,3 раза. Какое количество теплоты сообщили газу? 10.194. При изобарном нагревании одноатомного газа, взятого в ко-личестве v = 800 молей, ему сообщили количество теплоты 9,4 МДж. Определить работу газа и изменение его внутренней энергии. 10.195. Гелий объемом V0 = 1 м3 при 0 °С находится в цилиндрическом сосуде, закрытом сверху скользящим поршнем массой m - 1т и площадью сечения S = 0,5 м2. Атмосферное давление р0 = 973 гПа. Какое количество теплоты потребуется для нагревания гелия до температуры t = 300 °С? Каково изменение его внутренней энергии? Трение не учитывать. 10.196. Для нагревания некоторого количества воздуха при постоянном давлении от температуры = 15 X до температуры t2 = 65 °С
требуется количество теплоты Qj = 5 кДж. Для его нагревания при по-стоянном объеме при тех же начальной и конечной температурах требуется количество теплоты Q2 = ^,5 кДж. Каков объем воздуха при температуре fj = 15 °С и давлении р = 2 * 105 Па? 10.197. Идеальный одноатомный газ занимает объем Vt = 1 м3 и находится под давлением рх = 2 • 105 Па. Газ нагревают сначала при постоянном давлении до объема V2 = 3 м3, а затем при постоянном объеме до давления р2 = 5 • 105 Па. Найти количество теплоты Q, полученное газом. 10.198. В изотермическом процессе газ совершает работу А = 150 Дж. На сколько изменится внутренняя энергия этого газа, если ему сообщить количество теплоты в 2 раза меньшее, чем в первом случае, а процесс производить изохорически? 10.199. Идеальный газ переводят из состояния 1 с давлением рх = = 4 • 105 Па и объемом Vx = 3 м3 в состояние 2 с давлением р2 = 2 * 105 Па и объемом V2 = 1 мг различными путями. Один раз переход совершался сначала по изобаре, затем по изохоре, а второй раз сначала по изохоре, а затем по изобаре. В каком случае выделяется больше тепла? Определить разницу в тепловыделении. 10.200. Определить работу, совершаемую при адиабатическом сжатии v молей идеального одноатомного газа, если его температура уменьшилась на АТ. 10.201. При адиабатном процессе газом была совершена работа А = 150 Дж. Как и на сколько изменилась его внутренняя энергия? 10.202. Определить работу адиабатического расширения гелия массой т = 4 г, если температура при этом понизилась на А* = 27 °С. 10.203. При адиабатическом сжатии аргона массой т = 1 кг совершена работа А — 105 Дж. Какова будет конечная температура Т2 газа, если до сжатия аргон находился при температуре tx = 27 °С? 10.204. Один моль идеального одноатомного газа совершает процесс, при котором давление растет пропорционально объему по закону р = aV. Газу сообщили количество теплоты Q = 33,2 Дж. На сколько при этом изменилась температура газа? 10.205. Идеальный одноатомный газ участвует в процессе 1—2—3, представленном на рисунке 10.16. Найти отношение количества теплоты, по-лученного газом, к работе, совершенной газом. 10.206. На р—^-диаграмме изображен процесс расширения газа (рис. 10.17), при котором он переходит из состояния 1 с давлением р и объемом V в состояние *2 с давлением ^ и объемом 2V. Найти ко- С* личество теплоты Q, которое сообщили этому газу. Линия 1—2 — отрезок прямой. 10.207. Какое количество теплоты необходимо отобрать у гелия, взятого в количестве v — 4 моль, в процессе 1—2 (рис. 10.18), чтобы его температура стала t = 20 °С? Известно, что при охлаждении объем гелия уменьшился в 4 раза, а давление возросло вдвое. 10.208. Один моль идеального одноатомного газа участвует в процессе 1—2—3, изображенном на рисунке 10.19. Найти полученное газом количество теплоты Q, если известны объемы Vv V2 и давленияplf р2. 10.209. Один моль идеального одноатомного газа сначала нагревают, затем охлаждают так, что замкнутый цикл 1—2—3—1 нар—К-диаграм- ме состоит из отрезков прямых 1—2 и 3—1, параллельных осям р и V со-ответственно, и изотермы 2—3. Построить график этого процесса и найти количество теплоты Q, отданное газом в процессе охлаждения. Давление и объем газа в состоянии 1 равны рх и V4, давление газа в состоянии 2 — р2* 10.210. Неон массой т = 200 г переводится из состояния 1 в состояние 4, как показано на р—V-диаграмме (рис. 10.20). Определить подведенное газу количество теплоты в процессе 1—2—3—4, если разность конечной и начальной температур t4 - tx — 100 °С. Молярная масса неона М = 0,02 кг/кмоль. Построить график этого процесса в координатах pV. 10.211. Над идеальным одноатомным газом совершают два тепловых процесса, нагревая его из одного и того же начального состояния 1 до одина-ковой конечной температуры (точки 2 и 3 лежат на одной изотерме) (рис. 10.21). На р—У'-диаграмме процессы изображаются прямыми линиями 1—2 и 1 — 3. Определить, при каком из процессов газу сообщают большее количество теплоты.
10.212. В каком процессе (рис, 10.22) и во сколько раз одна и та же масса газа получит большее количество теплоты? Ответ обосновать. 10.213°. В горизонтальном неподвижном цилиндрическом сосуде, закрытом поршнем массой т., находится один моль идеального одноатомного газа. Газ нагревают. Поршень, двигаясь равноускоренно, приобретает скорость v. Найти количество теплоты, сообщенной газу. Теплоемкость сосуда и поршня, а также внешнее давление не учитывать
10.214. Чему равны изохорные молярная Сру и удельная cv теплоем-кости гелия? 10.215. Одноатомный идеальный газ при нормальных условиях имеет плотность р. Чему равны его удельные теплоемкости ср и cv? 10.216. Для нагревания аргона массой т = 1 кг при давлении р — 105 Па на АТ = 2 К необходимо затратить количество теплоты Qj = 1,1 МДж. При охлаждении этой же массы газа от температуры Тх = 373 К до температуры Т2 = 273 К при постоянном объеме V = 5 л выделяется количество теплоты Q2 — 2,1 МДж, если начальное давление с„ газа р0 = 10е Па. Определить по этим данным отношение — . Су 10.217. Закрытый сосуд заполнен смесью газов, состоящей из неона, масса которого тг = 4 г, и аргона, масса которого т2 = 1 г. Газы считать идеальными. Определить удельную теплоемкость этой смеси газов. 10.218. В процессе изобарического расширения идеального одноатом-ного газа было затрачено Q — 1200 Дж тепла. Определить работу, совершен-ную газом. Найти теплоемкость одного киломоля газа в этом процессе. 10.219. Используя первое начало термодинамики и уравнение состояния идеального газа, доказать, что ср- су= ~ , где ср и cv — удельные теплоемкости газа при постоянном давлении и объеме соответственно, а М — молярная масса газа.
10.220. Для нагревания газа массой т = 1 кг на АТ = 1 К при постоянном давлении требуется количество теплоты Qj = 912 Дж, а при постоянном объеме Q2 — 649 Дж. Какой это газ? 10.221. Один киломоль идеального одноатомного газа расширяется по закону рУ2 = const. Найти молярную теплоемкость газа. 10.222. Один киломоль идеального одноатомного газа расширяется по закону р = aV, где а = const. Найти молярную теплоемкость газа. 10.223. При адиабатическом расширении азота массой т = 1 кг газом совершена работа А = 300 Дж. Найти изменение его внутренней энергии и температуры, если известно, что удельная теплоемкость азота при постоянном объеме с = 475 Дж/(кг • К). 10.224. В цилиндре под тяжелым поршнем находится углекислый газ массой т — 20 г. Газ нагревают от температуры tj = 20 °С до температуры t2 — 108 °С. Какую работу при этом совершает газ? Какое количество теплоты сообщили газу? Молярная теплоемкость углекислого газа при постоянном объеме СцК = 3R. 10.225. В процессе расширения азота его объем увеличился на 2%, а давление уменьшилось на 1% . За счет какой части теплоты, полученной азотом, была совершена работа? Удельная теплоемкость азота при посто-янном объеме cv = 745 Дж/(кг • К). (Изменением давления пренебречь.) 10.226. Один моль кислорода нагревают при постоянном давлении от температуры t0 ~ О °С. Какое количество теплоты необходимо сообщить газу, чтобы его объем увеличился в г| = 2 раза? 10.227. Известно, что при нагревании в закрытом сосуде удельная теплоемкость воздуха су = 716 Дж/(кг • К). Определить изменение тем-пературы воздуха в изобарическом процессе, если при этом газ массой т = 290 г получает тепловую энергию Q = 600 Дж. 10.228. В сосуде под поршнем находится газ. В каком случае требу ется больше теплоты для нагревания газа на одну и ту же температуру и во сколько раз, если: поршень движется без трения, поршень закреплен? Ответ дать для: а) одноатомного; б) двухатомного* —~ 10.229. Зависимость давления газа от объема показана на рисунке 10.23 кривой 1—2, лежащей между изотермой и адиабатой. Как при этом изменяется температура газа? Получает ли газ в этом процессе количество теплоты?
10.230. Один моль идеального одноатомного газа расширяется согласно графику (рис. 10.24). В каком из процессов 1—2> 2—3 или 3—4 средняя молярная теплоемкость газа имеет наибольшее и наименьшее значение? Найти эти величины. 10.231. Один моль идеального одноатомного газа совершает последо-вательно три процесса, показанные на рисунке 10.25. Для каждого из процессов найти значение средней молярной теплоемкости и определить, в каком из процессов средняя теплоемкость максимальна. 10.232. В теплоизолированном закрытом сосуде находится один моль одноатомного идеального газа при температуре Т0 = 300 К и кусочек железа массой т — 0,2 кг, нагретый до температуры Тг — 500 К. Давление газа р0 = 105 Па. Каким станет давление газа, когда установится тепловое равновесие?
10.233. Когда газ в цилиндре двигателя обладает большей внутренней энергией: после проскакивания искры или к концу рабочего хода? 10.234. Идеальный тепловой двигатель за At = 0,5 часа получает от нагревателя количество теплоты Q1 = 150 кДж. Определить полезную мощность двигателя, если он отдает холодильнику количество теплоты Q2 = 100 кДж. 10.235. Количество теплоты, отданное тепловым двигателем за цикл Qj = 1,5 кДж, КПД двигателя г\ = 20%. Определить полученное от нагревателя за цикл количество теплоты. 10.236. Количество теплоты, полученное от нагревателя тепловым двигателем, равно Qj = 20 кДж. За это же время он отдает холодильнику количество теплоты Q2 = 0,75Найти КПД этого двигателя и работу, совершаемую им.
10.237. Тепловой двигатель имеет полезную мощность N = 2 кВт. Какое количество теплоты получает двигатель за At = 1 ч, если его КПД Л = 12%? 10.238. Тепловой двигатель с КПД г| = 12% совершает за цикл работу А — 150 Дж. Определить количество теплоты, отданное за цикл холодильнику. 10.239. Количество теплоты, отданное тепловым двигателем холо-дильнику за цикл, Q = 25 Дж, КПД двигателя г\ = 15%. Определить работу, совершаемую двигателем за цикл.