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





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
   
   
   







Дата добавления: 2015-08-12; просмотров: 1949. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!




Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...


Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...


Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...


Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...

СПИД: морально-этические проблемы Среди тысяч заболеваний совершенно особое, даже исключительное, место занимает ВИЧ-инфекция...

Понятие массовых мероприятий, их виды Под массовыми мероприятиями следует понимать совокупность действий или явлений социальной жизни с участием большого количества граждан...

Тактика действий нарядов полиции по предупреждению и пресечению правонарушений при проведении массовых мероприятий К особенностям проведения массовых мероприятий и факторам, влияющим на охрану общественного порядка и обеспечение общественной безопасности, можно отнести значительное количество субъектов, принимающих участие в их подготовке и проведении...

Психолого-педагогическая характеристика студенческой группы   Характеристика группы составляется по 407 группе очного отделения зооинженерного факультета, бакалавриата по направлению «Биология» РГАУ-МСХА имени К...

Общая и профессиональная культура педагога: сущность, специфика, взаимосвязь Педагогическая культура- часть общечеловеческих культуры, в которой запечатлил духовные и материальные ценности образования и воспитания, осуществляя образовательно-воспитательный процесс...

Устройство рабочих органов мясорубки Независимо от марки мясорубки и её технических характеристик, все они имеют принципиально одинаковые устройства...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2026 год . (0.013 сек.) русская версия | украинская версия