Студопедия — Тема 2. ПРИМЕНЕНИЕ ПЕРВОГО НАЧАЛА ТЕРМОДИНАМИКИ К ИЗОПРОЦЕССАМ И АДИАБАТИЧЕСКОМУ ПРОЦЕССУ В ИДЕАЛЬНОМ ГАЗЕ, ЭЛЕМЕНТЫ СТАТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ФИЗИЧЕСКОЙ КИНЕТИКИ
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Тема 2. ПРИМЕНЕНИЕ ПЕРВОГО НАЧАЛА ТЕРМОДИНАМИКИ К ИЗОПРОЦЕССАМ И АДИАБАТИЧЕСКОМУ ПРОЦЕССУ В ИДЕАЛЬНОМ ГАЗЕ, ЭЛЕМЕНТЫ СТАТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И ФИЗИЧЕСКОЙ КИНЕТИКИ


⇐ Предыдущая123Следующая ⇒




Контрольные вопросы

1. Сформулируйте первое начало термодинамики, поясните его физический смысл- Какой вид принимает первое начало термодинамики применительно к изохорному процессу?

2. Запишите первое начало термодинамики для изобарного процесса, поясните его. Чему равна работа при изобарном расширении и изобарном сжатии газа?

3. Запишите первое начало термодинамики применительно к изотермическому процессу и поясните его смысл. Как определить работу газа при изотермическом расширении и изотермическом сжатии?

4. Чему равно изменение внутренней энергии газа в сложном процессе, состоящем из нескольких изопроцессов? Как подсчитать работу, совершаемую газом в таком процессе?

5. Какой процесс называется адиабатным? Что представляет собой показатель степени адиабаты, какие значения он может принимать? Запишите уравнения адиабаты, описывающие связь между параметрами р и V, р и Т, V и T.

6. Запишите первое начало термодинамики применительно к адиабатному процессу и поясните его физический смысл. Как подсчитать работу, совершаемую газом при адиабатном процессе?

7. Сформулируйте и запишите основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов. Что такое средняя квадратичная скорость молекул?

8. Запишите закон Максвелла для распределения молекул идеального газа по скоростям» изобразите его графически и поясните физический смысл.

9. Объясните, какую скорость называют средней арифметической скоростью молекул, а какую — их наиболее вероятной скоростью. Какая связь существует между средней квадратичной, средней арифметической и наиболее вероятной скоростью теплового движения молекул?

10. Что называют длиной свободного пробега молекулы? Что такое эффективный диаметр молекулы газа? Какая связь существует между длиной свободного пробега и числом соударений молекул в единицу времени? Запишите барометрическую формулу, поясните ее физический смысл. Как меняется давление газа: а) с изменением высоты для разных газов; б) при различных температурах? Запишите и объясните закон Больцмана для распределения частиц во внешнем потенциальном поле,

ЛИТЕРАТУРА

1. И.В. Савельев, Курс физики. М., 1989,Т. 1 (65-77),

2. А.А. Детлаф, Б.М Яворский, Курс физики, М., 1989 (§ 9. 1-9.6, 10.1-10.6, 10 11- -10.12).

3. Т.И. Трофимова. Курс физики. М., 1985 (§44 -47,50-55).

Задачи

Задача 9. Газ с молярной теплоёмкостью CV, находящийся под давлением p1 в закрытом сосуде объёмом V, получил извне количество теплоты, равное. Температура газа при этом возросла в n раз, а его внутренняя энергия увеличилась на DU. Найти неизвестные величины согласно номеру задания.

Номер задания CV, Дж/(моль×К) p1, Па V, м3 Q, Дж n DU, Дж
  ? 2×105 6×10-3 ? 1,24  
  20,775 ? 1,5×10-2   1,6 ?
  24,93 5,5×105 ? ? 1,15 1237,5
  12,465 3×104 7×10-2   ? ?
  24,93 5×103 2×10-3 ? 1,8 ?
  ? 8×104 7,5×10-3 ? 1,5  
  12,465 ? 4×10-2   1,75 ?
  20,775 2,5×105 ?   1,28 ?
  12,465 2×104 1,5×10-3 ? 1,32 ?
  20,775 5×105 3×10-3 ? ?  
  ? 7×104 10-2 472,5 1,45 ?
  24,93 ? 6×10-2 ? 1,10  
  20,775 103 ?   1,36 ?
  24,93 4×105 5×10-3   ? ?
  12,465 6×104 2,5×10-2 ? 1,4 ?
  ? 4,5×105 7×10-3 ? 1,22 1039,5
  12,465 ? 2×10-2 ? 1,05  
  20,775 1,5×105 ?   1,30 ?
  24,93 104 8×10-2 ? ?  
  20,775 3×105 2,5×10-3 ? 1,25 ?
  ? 5×104 8×10-3 ? 1,48  
  12,465 ? 5×10-2 ? 1,20  
  24,93 105 ?   1,7 ?
  20,775 8×103 3×10-2 ? 1,35 ?
  24,93 4×104 4×10-3   ? ?
  ? 3,5×105 2,5×10-2 ? 1,26 5687,5
  20,775 ? 9×10-3   1,12 ?
  24,93 5,5×105 ? ? 1,15 1237,5
  12,465 3×104 7×10-2   ? ?
  24,93 5×103 2×10-3 ? 1,8 ?
  ? 8×104 7,5×10-3 ? 1,5  
  12,465 ? 4×10-2   1,75 ?
  20,775 2,5×105 ?   1,28 ?
  12,465 6×105 ? ? 1,65  

Задача 10. Газ массой m при температуре T расширяется в n раз при постоянном давлении за счёт притока извне количества теплоты Q. Работа расширения газа равна A, изменение внутренней энергии – DU. Найти неизвестные величины согласно номеру задания в таблице.

Номер задания Газ m, г T, К n Q, Дж A, Дж DU, Дж
  Азот ?     ? 664,8 ?
  5,5 ? 1,75 ? ? 1040,6
  ?   2,2   ? ?
      ? ? ?  
  Водород ?   2,4 12215,7 ? ?
  1,5 ? 1,5 ? 903,7 ?
      ? ? 2617,7 ?
    ? 1,6   ? ?
  Углекислый газ ?     ? ?  
    ? 1,25 966,9 ? ?
      ? ? 623,25 ?
    ? 1,75 ? ? 5328,8
  Аргон   ? 1,2 ? 498,6 ?
      ?   ? ?
  ?   1,5 1298,5 ? ?
    ? 2,6 ? 957,3 ?
  Кислород ?   2,5 ? ?  
      ? ? ? 1495,8
    ? 2,4 ? 581,7 ?
  ?   1,4   ? ?
  Гелий   ? 3,2   ? ?
      ? ? 548,5 ?
    ? 2,6 20608,8 ? ?
  ?   2,5 ? ? 6226,2
  Неон     ? ? 155,8 ?
  ?     ? ? 2243,7
      ? 2490,2 ? ?
  4,4 ? 1,6 ? ? 553,45
  Криптон ?     ? 664,8 ?
  5,5 ? 1,75 ? ? 1040,6
  ?   2,2   ? ?
      ? ? ?  
  Закись азота     ? ? 155,8 ?
  ?     ? ? 2243,7
      ? 2490,2 ? ?
  4,4 ? 1,6 ? ? 553,45

Задача 11. Газ массой m, находившийся под давлением p1 и занимавший объём V1, изотермически расширился при температуре T таким образом, что его давление уменьшилось в n раз. Работа, совершённая газом при расширении, равна A. Найти неизвестные величины согласно номеру задания в таблице.

Номер задания Газ m, г p1, Па V1, м3 T, К n A, Дж
  Гелий 2,477 2,5×105 7×10-3 ? ? 822,5
  0,714 1,15×105 ?   1,35 ?
  0,023 ? 1,2×10-3   ? 8,4
  ? 1,8×105 2,2×10-2   1,5 ?
  Углекислый газ 43,32 3×105 1,8×10-2 ? ?  
  15,16 1,4×105 ?   ? 706,6
  1,76 ? 2×10-3   1,8 ?
  ? 2×105 1,2×10-2   1,25 ?
  Кислород 6,42 1,25×105 4×10-3 ? 1,75 ?
  34,45 1,7×105 ?   ?  
  21,88 ? 1,25×10-2   1,4 ?
  ? 9×103 1,5×10-3   ? 10,64
  Аргон 1,18 7,5×103 7,5×10-3 ? 2,0 ?
  4,17 1,3×105 ?   1,45 ?
  5,35 ? 3,5×10-3   ? 63,8
  ? 8×104 1,6×10-2   ? 716,3
  Водород 0,0212 104 2,2×10-3 ? ? 8,92
  0,226 2×105 ?   1,3 ?
  0,866 ? 4,5×10-3   ? 301,25
  ? 6×104 3×10-3   1,55 ?
  Азот 9,63 4×104 2×10-2 ? ? 545,5
  2,76 105 ?   ? 92,9
  3,57 ? 1,8×10-3   1,2 ?
  ? 2,5×104 1,2×10-2   1,7 ?
  Криптон 6,42 1,25×105 4×10-3 ? 1,75 ?
  34,45 1,7×105 ?   ?  
  21,88 ? 1,25×10-2   1,4 ?
  0,0212 104 2,2×10-3 ? ? 8,92
  воздух 0,226 2×105 ?   1,3 ?
  0,866 ? 4,5×10-3   ? 301,25
  ? 6×104 3×10-3   1,55 ?
  Неон 2,91 1,5×105 2,5×10-3 ? 1,6 ?
  1,42 1,6×105 ?   ? 57,62
  1,6 ? 8×10-3   2,2 ?
  ? 2,5×105 1,5×10-2   ? 1643,5

Задача 12. Газ, молекулы которого содержат n атомов, занимает объём V1 и находится под давлением p1. При подводе количества теплоты, равного Q, газ расширился при постоянном давлении до объёма V2, а затем его давление возросло до p2 при неизменном объёме. Внутренняя энергия газа изменилась при этом на DU, газ совершил работу, равную A. Найти неизвестные величины.

Номер задания n V1, м3 p1, Па V2, м3 p2, Па Q, Дж DU, Дж A, Дж
  ? 4×10-2 104 6×10-2 5×104 ?   ?
    ? 1,2×105 3×10-2 6×105 ? ?  
    1,5×10-3 ? 3×10-3 105 ?   ?
    ? 4×104 7,5×10-3 ?   ?  
    ? 8×104 4,5×10-2 1,5×105 ?   ?
  ? 5×10-3 ? 8×10-3 6×104 ?    
    3×10-2 5×103 ? 1,5×104 ? 787,5 ?
    1,2×10-3 7×104 ? ?   ?  
    2×10-3 ? 5×10-3 2,5×105 ?   ?
    ? 1,5×104 4,5×10-3 ? ? 562,5 22,5
    1,5×10-2 2×105 3×10-2 ? ?   ?
  ? 6×10-3 ? 9×10-3 104   ?  
    1,2×10-2 5×104 ? 7,5×104 ?   ?
  ? 10-3 ? 2,5×10-3 4×104 ?    
    7×10-3 6×103 10-2 8×103 ? ? ?
    ? 105 6×10-3 ?   ?  
    2,5×10-3 3×105 7,5×10-3 ? ? 3937,5 ?
    10-2 3×104 ? ? ?    
  ? 9×10-3 9×103 2×10-2 4,5×104 ? 2047,5 ?
  ? 5×10-2 1,5×105 ? 3×105   ?  
    2×10-2 2×104 7×10-2 6×104 ? ? ?
    ? 2,5×105 3×10-3 5×105 ? ?  
    3×10-3 8×103 ? 2,4×104 ?   ?
    6×10-2 ? 9×10-2 ?   ?  
  ? 4×10-3 9×104 5×10-3 2×105 ?   ?
    2,5×10-2 ? 3×10-2 ? ?    
    ? 7×103 4×10-2 4×104 ?   ?
    ? 8×104 4,5×10-2 1,5×105 ?   ?
  ? 5×10-3 ? 8×10-3 6×104 ?    
    3×10-2 5×103 ? 1,5×104 ? 787,5 ?
    1,2×10-3 7×104 ? ?   ?  
    2×10-3 ? 5×10-3 2,5×105 ?   ?
    ? 1,5×104 4,5×10-3 ? ? 562,5 22,5
    1,5×10-2 2×105 3×10-2 ? ?   ?
    8×10-3 6×104 10-2 ?   ? ?

Задача 13. Газ массой m и температурой T1 адиабатически расширился, увеличив объём в n1 раз. Температура газа уменьшилась до T2, затем при изотермическом сжатии объём газа уменьшился в n2 раз. Полная работа, совершенная при этом газом, равна A. Найти неизвестные величины.

Номер задания Газ m, г T1, К n1 T2, К n2 A, Дж
  Водород ? ? 2,4   1,8 5356,6
      ? 329,25 ? 1134,2
      1,5 ? 1,4 ?
    ? 2,7   ?  
  Аргон     ?   2,0 ?
  ? 394,2 1,4 ? 1,2  
    ? 1,15 324,3 1,3 ?
  ?   ?   1,5 -298,6
  Углекислый газ   340,6 1,8 ? ? 283,66
  ? ? 2,9   3,0 85,84
  5,5 395,4 ?   ? 62,1
  8,8   1,1 ? 1,25 ?
  Кислород   ? 3,0   ? 385,34
    360,7 ?   2,4 ?
  ?   2,0 ? 2,2 11,53
    ? 1,6   1,5 ?
  Гелий ? 457,6 ?   2,6 2429,6
    316,2 1,2 ? ? 13,5
  ? ? 2,5 260,6 3,6 -39,14
      ? 250,1 ? -233,2
  Закись азота     1,7 ? 1,8 ?
  5,5 ? 2,8   ? 77,025
      ? 314,5 1,6 ?
  ?   2,2 ? 2,1 322,85
  Неон     1,5 ? 1,4 ?
    ? 2,7   ?  
      ?   2,0 ?
  ? 394,2 1,4 ? 1,2  
  Криптон 5,5 395,4 ?   ? 62,1
  8,8   1,1 ? 1,25 ?
    ? 3,0   ? 385,34
    360,7 ?   2,4 ?
  Азот   ? 1,9   2,0 ?
  ?   ?   1,5 -61,28
      2,6 ? ? 547,78
  ? ? 1,3   1,35 -16,17

Задача 14. Средняя квадратичная скорость молекул газа, плотность которого при давлении p равна ρ;, составляет , средняя арифметическая скорость молекул при этом равна , а их наиболее вероятная скорость – vв. Найти неизвестные величины согласно номеру задания в таблице.

Номер задания p, Па ρ;, кг/м3 , м/с , м/с vв, м/с
  ? 1,5 632,5 ? ?
  6×103 ? ?   ?
  ? 0,8 ? ?  
  1,5×105 ?   ? ?
  ? 1,3 ? 484,8 ?
  5×103 ? ? ?  
  ? 0,42   ? ?
  9×104 ? ? 504,6 ?
  ? 2,2 ? ? 476,7
  5×104 ?   ? ?
  ? 0,03 ?   ?
  105 ? ? ?  
  ? 0,75 447,2 ? ?
  8×104 ? ? 638,3 ?
  ? 1,4 ? ? 462,9
  4×103 ? 1095,4 ? ?
  ? 1,6 ?   ?
  2,5×105 ? ? ? 408,25
  ? 2,8   ? ?
  8×103 ? ? 713,65 ?
  ? 0,008 ? ?  
  2×105 ?   ? ?
  ? 0,055 ?   ?
  104 ? ? ?  
  ? 0,6 632,5 ? ?
  3×105 ? ? 552,8 ?
  ? 1,8 ? ? 471,4
  5×103 ? 1095,4 ? ?
  ? 1,6 ?   ?
  2,5×105 ? ? ? 408,25
  ? 2,8   ? ?
  8,5×103 ? ? 713,65 ?
  ? 0,008 ? ?  
  2×105 ?   ? ?
  2×104 ? 387,3 ? ?

 

Задача 15. Молекулы газа при температуре T и давлении p испытывают в среднем соударений в секунду. Средняя длина свободного пробега молекул газа при этих условиях равна . Найти неизвестные величины, выполнить дополнительное задание.

Номер задания Газ T, К p, Па , 1010 с-1 , нм Построить график зависимости
  Азот   105 ? ? =f(T) при p=const
   
   
   
  Аргон   ? 0,55 ? =f(p) при T=const
  1,1
  1,66
  2,2
  Водород ? 105 ?   =f(T) при p=const
  199,6
  211,4
   
  Воздух   ? ? 116,5 =f(p) при T=const
  93,2
  46,6
  23,3
  Гелий ? 3×105 1,465 ? =f(T) при p=const
  1,134
  1,79
  1,27
  Неон   ? 0,5 ? =f(p) при T=const
  1,5
  1,75
  2,5
  Криптон ? 2×105 ?   =f(T) при p=const
   
   
   
  Кислород   5×104 ? ? =f(p) при T=const
  104
  105
  5×105
  Воздух   2×105 ? ? =f(T) при p=const
   
   
   




⇐ Предыдущая123Следующая ⇒


Дата добавления: 2015-08-12; просмотров: 1870. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!

Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...

Теория усилителей. Схема Основная масса современных аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств выполняется на специализированных микросхемах...

Типовые примеры и методы их решения. Пример 2.5.1. На вклад начисляются сложные проценты: а) ежегодно; б) ежеквартально; в) ежемесячно Пример 2.5.1. На вклад начисляются сложные проценты: а) ежегодно; б) ежеквартально; в) ежемесячно. Какова должна быть годовая номинальная процентная ставка...

Выработка навыка зеркального письма (динамический стереотип) Цель работы: Проследить особенности образования любого навыка (динамического стереотипа) на примере выработки навыка зеркального письма...

Словарная работа в детском саду Словарная работа в детском саду — это планомерное расширение активного словаря детей за счет незнакомых или трудных слов, которое идет одновременно с ознакомлением с окружающей действительностью, воспитанием правильного отношения к окружающему...

Растягивание костей и хрящей. Данные способы применимы в случае закрытых зон роста. Врачи-хирурги выяснили...

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ИЗНОС ДЕТАЛЕЙ, И МЕТОДЫ СНИЖЕНИИ СКОРОСТИ ИЗНАШИВАНИЯ Кроме названных причин разрушений и износов, знание которых можно использовать в системе технического обслуживания и ремонта машин для повышения их долговечности, немаловажное значение имеют знания о причинах разрушения деталей в результате старения...

Различие эмпиризма и рационализма Родоначальником эмпиризма стал английский философ Ф. Бэкон. Основной тезис эмпиризма гласит: в разуме нет ничего такого...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.012 сек.) русская версия | украинская версия