Термодинамика

Содержание

Слайд 2

1. Масса m=12г азота (N2) находится в закрытом сосуде объемом V=2л

1. Масса m=12г азота (N2) находится в закрытом сосуде объемом V=2л

при температуре t1=100С. После нагревания давление в сосуде стало равным р2=104 мм рт ст. Какое количество теплоты было сообщено газу при нагревании?

m=12г
(N2) =28·10-3 кг/моль
Q=?

Дано:

i=5 ( N2 – двухатомный газ)

Слайд 3

2. 1) Какую массу m углекислого газа (СО2) можно нагреть при

2. 1) Какую массу m углекислого газа (СО2) можно нагреть при

постоянном давлении от t1=200С до t2=1000С количеством теплоты Q=222,6 Дж? 2) На сколько при этом изменится кинетическая энергия одной молекулы? Во время нагревания газ расширяется при Р=const.

i=6
Q=222,6 Дж t1=200С t2=1000С
Δε =?
m=?

Дано:

Слайд 4

3. Для нагревания некоторой массы газа на 500С при постоянном давлении

3. Для нагревания некоторой массы газа на 500С при постоянном давлении

необходимо затратить Q1=672Дж. Если эту же массу газа охладить на 1000С при постоянном объеме, то выделяется Q2=1008Дж. Какое число степеней свободы имеет молекула этого газа?

,

Q2=1008Дж Q1=672Дж
Δt1 = 500С
Δt2 = 1000С
i=?

Дано:

Слайд 5

3. Для нагревания некоторой массы газа на 500С при постоянном давлении

3. Для нагревания некоторой массы газа на 500С при постоянном давлении

необходимо затратить Q1=672Дж. Если эту же массу газа охладить на 1000С при постоянном объеме, то выделяется Q2=1008Дж. Какое число степеней свободы имеет молекула этого газа?
Слайд 6

4. В закрытом сосуде объемом V=2л находится масса m азота (N2)

4. В закрытом сосуде объемом V=2л находится масса m азота (N2)

и масса m аргона (Аr) при нормальных условиях. Какое количество теплоты Q надо сообщить, чтобы нагреть газовую смесь на ?

V=2л
μ (N2) = 28·10-3кг/моль
μ(Аr) = 40·10-3кг/моль
Q=?

Дано:

Слайд 7

4. В закрытом сосуде объемом V=2л находится масса m азота (N2)

4. В закрытом сосуде объемом V=2л находится масса m азота (N2)

и масса m аргона (Аr) при нормальных условиях. Какое количество теплоты Q надо сообщить, чтобы нагреть газовую смесь на
Слайд 8

5. Количество ν=2 кмоль углекислого газа (СО2) нагреваются при постоянном давлении

5. Количество ν=2 кмоль углекислого газа (СО2) нагреваются при постоянном давлении

на Δt=500С. Найти: 1) изменение его внутренней энергии ΔU; 2) работу расширения А; 3) количество теплоты Q, сообщенное газу.

ν=2 кмоль
μ (СО2) = 44·10-3 кг/моль
Δt=500С
ΔU=?
А=?
Q=?

Дано:

Ответ: 1) ΔU=2,5⋅106 Дж; 2) А=0,83⋅106 Дж; 3) Q=3,33⋅106 Дж.

Слайд 9

6. В сосуде под поршнем находится m=1 г азота (N2). 1)

6.  В сосуде под поршнем находится m=1 г азота (N2). 1)

Какое количество теплоты Q надо затратить, чтобы нагреть азот на Δt=100С? 2) На сколько при этом поднимется поршень? Масса поршня М=1 кг, площадь его поперечного сечения S=10 см2. Давление азота под поршнем Р=100 кПа.

Ответ: 1) Q=10,4 Дж; 2) Δh=2,8⋅10-2 м.

Дано:
m=1 г
Δt=100С
М=1 кг
S=10 см2
Р=100 кПа
(N2) = 28·10-3 кг/моль
Q=?
Δh=?

Слайд 10

Ответ: 1) Q=10,4 Дж; 2) Δh=2,8⋅10-2 м.

Ответ: 1) Q=10,4 Дж; 2) Δh=2,8⋅10-2 м.

Слайд 11

7.(5.175) До какой температуры Т2 охладится воздух, находящийся при температуре t1=00С,

7.(5.175) До какой температуры Т2 охладится воздух, находящийся при температуре t1=00С, если

он расширяется адиабатически от объема V1 до объема V2=2V1?
Ответ: Т2=207 K.

Т2=207К.

t1=00С
V2=2V1
Т2=?

Дано:

Ответ: Т2=207 K.

Слайд 12

8.(5.178) Газ расширяется адиабатически, причем объем его увеличивается вдвое, а абсолютная

8.(5.178) Газ расширяется адиабатически, причем объем его увеличивается вдвое, а абсолютная температура

падает в 1,32 раза. Какое число степеней свободы i имеет молекула этого газа?

Дано:

V2=2V1
Т2=Т1 / 1,3
i=?

Ответ: i=5.

Слайд 13

9. Газ расширяется адиабатически так, что его давление уменьшается от Р1=200

9. Газ расширяется адиабатически так, что его давление уменьшается от Р1=200 кПа

до Р2=100 кПа. Затем он нагревается при постоянном объеме до первоначальной температуры, причем его давление возрастает до Р3=122 кПа. 1) Определить отношение Cр/Cv для этого газа; 2) Начертить график этого процесса.

Р1=200 кПа Р2=100 кПа Р3=122 кПа
Cр/Cv = ?

Дано:

Слайд 14

Ответ: Cр/Cv=1,4.

Ответ: Cр/Cv=1,4.

Слайд 15

10. Масса m=28 г азота (N2), находящегося при температуре t1=400С и

10.  Масса m=28 г азота (N2), находящегося при температуре t1=400С и

давлении Р1=750 мм рт.ст., сжимается до объема V2=13 л. Найти температуру и давление азота после сжатия, если: 1) азот сжимается изотермически; 2) азот сжимается адиабатически. Найти работу сжатия в каждом из этих случаев.

Дано:

μ(N2) = 28·10-3 кг/моль
m=28 г t1=400С
Р1=750 мм рт.ст.
V2=13 л
T=?
p=?
1) T=const
2) ΔQ=0

Ответ: 1) Т2=Т1=313 K, Р2=0,20 МПа, А=–1,80 кДж;