КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 4. 400. В баллоне емкостью 110л помещено 0,8 г водорода и 1,6 г кислорода

400. В баллоне емкостью 110л помещено 0,8 г водорода и 1,6 г кислорода. Определите давление смеси на стенки сосуда, если температура окружающей среды 27⁰С.

 

401. В комнате объёмом 64 м³ находится воздух при 17⁰С. Какая масса воздуха выйдет чрез форточку, если температура в комнате повышается до 20⁰С?

 

402. Два сосуда соединены трубкой с краном. В первом сосуде находится 2 кг некоторого газа под давлением 4·10⁵Н/м², а во втором 3 кг того же газа. Определить каким было давление во втором сосуде, если после открытия крана в обоих сосудах устанавливается давление р = 6·10⁵ Н/м².

 

403. газ находится в сосуде при давлении 2·10⁵ Па и температуре 27⁰ С. После нагревания на 50⁰ С в сосуде осталась половина газа. Определить установившееся давление.

 

404. Первоначальный объём газа в цилиндре при давлении 120 кПа равен 0,1м³. Затем его нагрели до температуры 687 К при прежнем давлении. В результате часть газа вышла из цилиндра. Определите, сколько молей газа осталось в цилиндре.

Смесь газов из 3 г водорода, 28 г азота и 10 г углекислого газа заключают в замкнутый объём 30 литров при температуре 27⁰С. Определить давление смеси газов в этом объёме.

 

405. Найдите число молекул газа, находящегося в сосуде объёмом 0,6 л при нормальных условиях.

 

406. При нагревании газа на ΔТ = 10 К его объём увеличился на 1/250 часть от первоначального объёма. Найти начальную температуру газа, считая давление постоянным.

 

407. В сосуде находится смесь водорода и кислорода, причем их массовые доли равны соответственно: и .найти плотность смеси газов, если давление смеси р = 50 кПа, а температура Т = 273 К.

 

408. После нагревания газа массой 10 г при постоянном давлении его плотность стала равной 0,5 кг/м³. До какой температуры нагрели газ, если первоначально он занимал объём V₁= 3 л при температуре t₁ = 10⁰ C?

409. Газ массой 117 г находится в сосуде вместимостью 10 л. Концентрация молекул газа n = 2,2·10²⁶м^-3. Какой это газ?

 

410. Найти число молекул азота в 1м³, ели давление равно 3,69 атм, а средняя квадратичная скорость молекул равна 2400 м/с.

 

411. Сосуд емкостью 3 л содержит азот при температуре 37⁰С и давлении 0,5 атм. Найти число столкновений между всеми молекулами за 1 с и среднюю длину свободного пробега молекул. (Эффективный диаметр молекулы азота 3,1·10^-10м).

 

412. Найдите температуру, при которой средняя квадратичная скорость молекулы азота равнялась бы средней квадратичной скорости молекул водорода при температуре Т₁= 300 К.

 

413. Найти плотность азота, если молекула за 1с испытывает 2,5·10⁸с^-1 столкновений при температуре 280 К. (Эффективный диаметр молекулы азота 3,1·10^-10м).

 

414. Определить плотность разреженного азота, если средняя длина свободного пробега молекул 8 см. Какова концентрация азота? (Эффективный диаметр молекулы азота 3,1·10^-10м).

 

415. Найти, во сколько раз отличается коэффициент диффузии кислорода от коэффициента диффузии гелия, если оба находятся при нормальных условиях.

 

416. Определить коэффициент внутреннего трения для водорода, имеющего температуру 27⁰С и давление 10 Па. (Эффективный диаметр молекулы водорода 2,3·10^-10м).

 

417. Вязкость водорода 8,6 мкПа·с. Определите коэффициент теплопроводности водорода при тех же условиях.

 

418. Вычислить коэффициент внутреннего трения и коэффициент диффузии кислорода, находящегося при давлении 0,2 МПа и температуре 280 К. (Эффективный диаметр молекулы кислорода 2,9·10^-10м).

 

419. Вычислить количество льда, которое образуется в течение часа в бассейне, площадь которого 10 м². Толщина льда 15 см, температура воздуха (-10⁰С), коэффициент теплопроводности льда 2,1 Вт/(м·К). Удельная теплота плавления льда 33,5·10^-4 Дж/кг.

 

420. Азот массой 2 кг охлаждают при постоянном давлении от 400 К до 300К. Определить изменение внутренней энергии, внешнюю работу и количество выделившейся теплоты.

 

421. Аргон при давлении 0,8 атм изменил объём с 1 л до 2 л. Найти изменение внутренней энергии при изобарическом расширении.

 

422. Аргон при давлении 0,6 атм изменил объём с 0,5 л до 1,5 л. Найти изменение внутренней энергии при адиабатическом расширении.

423. Газовая смесь состоит из азота массой 2 кг и аргона массой 1 кг. Принимая эти газы за идеальные, определить удельные теплоёмкости с_v и с_р газовой смеси.

 

424. Кислород массой 160 г нагревают при постоянном давлении от 320 К до 340 К. Определить количество теплоты, поглощаемое газом, изменение внутренней энергии и работу расширения газа.

 

425. Вычислить удельные теплоёмкости с_v и с_р неона и водорода, если массовые доли неона и водорода и . Известно, что

с_v1= 6,24·10² Дж/(кг·К); с_v2= 1,04·10⁴ Дж/(кг·К)/

 

426. Газ, для которого γ = с_р/ с_v = 4/3, находится под давлением р = 2·10⁵Па и занимает объём 2 л. В результате изобарического нагревания объём увеличился в 2 раза. Определить количество теплоты, переданное газу.

 

427. В баллоне объёмом 10 л находится гелий под давлением р₁= 1 МПа и при температуре Т₁= 300 К. После того, как из баллона было взято 10 г гелия, температура в баллоне понизилась до Т₂= 290 К. Определить давление р₂ гелия, оставшегося в баллоне, и изменение внутренней энергии.

 

428. В цилиндре под поршнем находится водород, который имеет массу 0,02 кг и начальную температуру 27⁰С. Водород сначала расширился адиабатически, увеличив свой объём в 5 раз, а затем был сжат изотермически, причем объём газа уменьшился в 5 раз. Найти температуру в конце адиабатического расширения и работу, совершенную газом.

 

429. Кислород массой 2 кг занимает объём V₁=1м³ и находится под давлением р₁ = 0,2 МПа. Газ был нагрет сначала при постоянном давлении до объёма V₂= 3м³, а затем при постоянном объёме до давления р₁ = 0,5 МПа. Найти изменение внутренней энергии газа, совершенную работу и количество теплоты, переданное газу. Построить график процесса.

 

430. Идеальная тепловая машина, работающая по циклу Карно, совершает за один цикл работу 1,5·10⁵ Дж. Температура нагревателя 400 К, температура холодильника 260 К. Найти КПД машины, количество теплоты, получаемое машиной за один цикл от нагревателя, и количество теплоты, отдаваемое за один цикл холодильнику.

 

431. Определить работу А₂ изотермического сжатия газа, совершающего цикл Карно, КПД которого равен 0,3, если работа изотермического расширения А₁ = 9 Дж. Построить график цикла и указать на нем А₂, А₁ и работу цикла.

 

432. Температура нагревателя тепловой машины 500 К. Температура холодильника 400 К. Определить КПД тепловой машины, работающей по циклу Карно, и полезную мощность машины, если нагреватель ежесекундно передает её 1675 Дж теплоты.

 

433. Тепловая машина работает по обратимому циклу Карно. Температура нагревателя 227⁰С. Определить термический КПД цикла и температуру охладителя тепловой машины, если за счет каждого килоджоуля теплоты, полученной от нагревателя, машина совершает работу 350 Дж.

 

434. Тепловая машина работает по циклу Карно. При изотермическом расширении двухатомного газа его объём увеличивается в 3 раза, а при последующем адиабатическом расширении – в 5 раз. Определить КПД цикла.

 

435. Идеальный двухатомный газ, содержащий количество вещества

ν =1 моль и находящийся под давлением р₁= 0,1МПа при температуре

Т₁ = 300 К, нагревают при постоянном объёме до давления р₂= 0,2 МПа. После этого газ изотермически расширился до начального давления и затем был сжат до начального объёма V₁. Построить график цикла. Определить температуру характерных точек цикла и его термический КПД.

 

436. Кислород массой 20г нагревается от температуры 20⁰С до температуры 220⁰С. Найти изменение энтропии при изохорическом нагревании.

 

437. Смешали воду массой m₁= 5 кг при температуре Т₁=280 К с водой массой m₂= 8 кг при температуре Т₂=350 К. Найти температуру θ смеси, изменение энтропии ΔS.

 

438. В результате изотермического расширения 8 г кислорода его объём увеличился в 2 раза. Определить изменение энтропии газа.

 

439. Лед массой 2 кг, находящийся при температуре (-13⁰С), нагрели до 0⁰С и расплавили. Определить изменение энтропии.

 

440. Атом водорода испустил фотон с длиной волны 4,86·10^-7м. На сколько изменилась энергия в атоме?

 

441. Определить длину волны спектральной линии, соответствующей переходу электрона в атоме водорода с шестой орбиты на вторую.

 

442. Определить наибольшие и наименьшие длины волн фотонов, излучаемых при переходе электронов в серии Лаймана.

 

443. Определить наибольшие и наименьшие частоты фотонов, излучаемых при переходе электронов в серии Пашена.

 

444. Определить наименьшую и наибольшую энергии фотона в видимой серии спектра водорода (серии Бальмера).

 

445. Определите период полураспада радиоактивного изотопа, если 5/8 начального количества ядер этого изотопа распалось за время t = 849с.

 

446. При распаде 4 г радиоактивного полония в течение одного часа образовался гелий ⁴Не, который при нормальных условиях занял объём

89,5 см³. Определить период полураспада Т_1/2.

447. Сколько ядер, содержащихся в 1г трития , распадается за среднее время жизни этого изотопа?

 

448. Период полураспада кобальта равен 5,3 года. Определить, какая доля первоначального количества ядер этого изотопа распадется через 5 лет.

 

449. Определить постоянную распада и число атомов радона, распавшихся в течение суток, если первоначальная масса радона 10 г. Период полураспада радона равен 3,82 суток.

 

450. Ядро, состоящее из 92 протонов и 143 нейтронов, выбросило α –частицу. Какое ядро образовалось при α – распаде? Определить дефект массы и энергию связи образовавшегося ядра.

 

451. Вычислить энергию ядерной реакции . Выделяется или поглощается при этой реакции?

452. Ядро атома бора может захватывать нейтрон. В результате этого происходит расщепление бора на ядра лития и гелия. Написать ядерную реакцию и определить энергию, освобождающуюся при этой реакции.

 

453. Найти электрическую мощность атомной электростанции, расходующей 0,1 кг урана-235 в сутки, если КПД станции равен 16%. Считать энергию, выделяющуюся при одном акте деления ядра урана-235, равной 200 МэВ.

 

454. Определить массовый расход урана-235 в ядерном реакторе атомной электростанции. Тепловая мощность электростанции равна 10 МВт, КПД электростанции составляет 20%. Считать, что при каждом акте деления ядра урана-235 выделяется энергия 200 МэВ.

 

455. Вычислить энергетический эффект реакции .

 

456. Каков КПД атомной электростанции мощностью Р = 6·10⁸Вт, если за полгода было израсходовано m = 900 кг урана ? В каждом акте деления выделяется ΔЕ = 200 МэВ энергии.

 

457. Энергия связи Е_св ядра, состоящего их двух протонов и одного нейтрона, равна 7,72 МэВ. Определить m_а нейтрального атома, имеющего это ядро.

 

458. Какую наименьшую энергию Е нужно затратить, чтобы оторвать один нейтрон от ядра азота ?

 

459. Определить дефект массы, энергию связи и удельную энергию связи ядра .