Значение преподавания физики в школе. Масса газа постоянная Тема: Внутренняя энергия

Цели урока:

Образовательные:

Ввести понятие внутренней энергии,
Раскрыть научное мировоззренческое значение внутренней энергии тела как суммы кинетической энергии движение молекул и потенциальной энергии их взаимодействия.
Познакомить учащихся с двумя способами изменения внутренней энергии,
Учиться решать качественные задачи,

Развивающие:

Развивать:

Умение применять знания теории на практике
Наблюдательность и самостоятельность
Мышление учеников посредством логических учебных действий

Воспитательные:

Продолжить формирование представления о единстве и взаимосвязи явлений природы

План урока:

Молекулярно-кинетическая трактовка понятия внутренней энергии тела.
Вывод формулы внутренней энергии идеального газа
Способы изменения внутренней и повышение работы

Формулировать гипотезы и делать выводы, решать качественные задачи

Тип урока:

Изучение нового материала.

Форма урока: комбинированный.

Комплексно-методическое обеспечение, мультимедийный проектор, компьютер, экран.

Методы обучения.

Словесные.
Наглядные.
Практические.

Ход урока

Тема: Внутренняя энергия

1. Организационный момент.

2. Изучение нового материала.

Внутренняя энергия. Внутренняя энергия идеального газа.

Из 8-го класса нам известно, что внутренняя энергия - это энергия движения и взаимодействия частиц (молекул), из которых состоит тело.

При этом мы исключаем из рассмотрения механическую энергию тела, как единого целого (считаем, что тело неподвижно в данной системе отсчета и потенциальная энергия его взаимодействия с другими телами равно 0).

Таким образом, нас интересует только энергия хаотического движения молекул и их взаимодействие друг с другом. Внутренняя энергия - это функция состояния тела, т.е. зависит от температуры и других параметров системы.

Внутренняя энергия обозначается - U.

Внутренняя энергия идеального газа.

Попытаемся вычислить внутреннюю энергию идеального газа. Идеальный газ - это модель очень разряженного газа в котором можно пренебречь взаимодействием молекул, т.е. внутренняя энергия идеального газа состоит только из кинетической энергии движения молекул, которую легко вычислить через среднюю кинетическую энергию движения:

Средняя кинетическая энергия движения молекул нам уже известна:

Эта формула верна только для одноатомного газа.

Если молекулы газа двухатомные (молекула похожа на гантельку), то формула будет другой:

Почему энергия стала больше - объясняется легко, если, дело в том, что двухатомная молекула может не только двигаться поступательно, но еще и вращаться. Вращение, оказывается, дает тоже вклад в среднюю кинетическую энергию молекулы.

Как учесть вклад в энергию вращения молекул?

Оказывается, можно доказать теорему о равнораспределении энергии по степеням свободы, в которой утверждается, что на каждую степень свободы движения молекул в среднем приходится 1/2кТ энергии.

Что такое степени свободы?

Вид молеуклы	Какие движения молекулы возможны	количество степеней свободы
одноатомный газ	Любое движение можно представить, как сумму движений по трем независимым направлениям: x, y, z, вращение мы не учитываем, так молекулу считаем мат. точкой.	3 степени свободы
двухатомный газ	У молекулы кроме поступательного движения возможны еще вращения вокруг двух осей (любое вращение можно представить, как сумму вращений вокруг двух осей). Вращение относительно оси, проходящей вдоль молекулы, мы не учитываем, так молекулы считаем мат. точками. Мы считаем, что колебания атомов в молекуле не возникают.	3+2=5степеней свободы
В молекуле газа три и больше атомов.	Есть поступательное движение (3 степени свободы) и возможны вращения вокруг трех осей (еще 3 степени свободы). Колебаний атомов нет.	3+3=6 степеней свободы.

3. Решение качественных задач

Решение качественных задач (контроль)

1. Молекулярный кислород находится под давлением 805 Па в сосуде объемом 0,8 м3.

При изохорном охлаждении внутренняя энергия газа уменьшится на 100 кДж.

Чему равно конечное давление кислорода.

О2
Р1 =105 Па
V = const
V = 0,8 м3
U = -100Дж
Р2 - ?

Давление упало, Р2 = Р1 - Р
i = 5 – число степеней свободы
U1 = 5/2 (p1V) ; U2 = 5/2 (p2V)
U = U1 – U2 =5/2(V?p) =>
p = 2U/5V
p2= p1- (2U/5V)
p2 = 105 Па – (2 105Дж/5 0,8 м3) = 105 Па – 0,5 105 Па = 0,5 105 Па = 5 104 Па

Ответ: p2 =5 104 Па.

2. Определите, какое давление воздуха установится в двух комнатах, имеющих объем V 1 и V2 если между ними открывается дверь.

U= 1,25 х106Дж.

Решая задачи на применение уравнения Клапейрона - Менделеева, не следует забывать, что данное уравнение описывает состояние идеального газа. Кроме этого надо помнить, что все применяемые в этом разделе физические величины имеют статистический характер. Полезно, приступая к решению задач, нарисовать эскизно график процесса, с подходящими переменными по координатным осям.

Основные законы и формулы

Количество вещества	или
Уравнение Клапейрона-Менделеева (уравнение состояния идеального газа)
Закон Дальтона
Концентрация молекул
Уравнение молекулярно-кинетической теории газов
Средняя кинетическая энергия одной молекулы идеального газа (внутренняя энергия)
Внутренняя энергия массы идеального газа
Уравнение Майера
Теплоёмкость молярная и её связь с удельной
Первое начало термодинамики
Работа расширения газов в процессах:
адиабатном
изотермическом
изобарном
Уравнение Пуассона, связывающее параметры газа в адиабатном процессе	;
Изменение энтропии
Термический к.п.д. цикла Карно

Примеры решения задач

Пример 4. Кислород массой 320г . Нагревают при постоянном давлении от 300K до 310К. Определить количество теплоты, поглощенное газом, изменение внутренней энергии и работу расширения газа.

Дано: m=320г=0,32кг; T 1 =300 K; T 2 =310 K

Найти: Q, ΔU, A

Решение: Количество теплоты, необходимое для нагревания газа при постоянном давлении определим, используя I начало термодинамики:

подставляя числовые значения и учтя, что , получим

Работа расширения газа при изобарном процессе:

(5)

и тогда вычитая почленно (5) из (4), получим:

и подставляя в (3), находим:

Проверка: Q= Δ U+A ; 2910Дж = (2080 +830) Дж

Ответ: Q = 2910Дж; Δ U = 2080Дж; A = 830Дж

Пример 5 . Найти среднюю кинетическую энергию вращательного движения одной молекулы кислорода при температуре T = 350K , а также кинетическую энергию вращательного движения всех молекул кислорода массой 4г .

Дано: T = 350K; m = 4г = 4· 10 -3 кг; M = 32кг/кмоль

Найти: á ε врñ 0 ; E квр

Решение: На каждую степень свободы молекулы газа приходится одинаковая средняя энергия , где k - постоянная Больцмана; T - абсолютная температура газа. Так как вращательному движению двухатомной молекулы O 2 соответствует две степени свободы, то средняя энергия вращательного движения молекулы кислорода будет

где N A -число Авогадро; ν = m/M - количество вещества.

Подставив это в (3), получим N = N A· m/M .

Теперь подставим это в (2):

E квр = N· á ε врñ 0 = N A· (m/M)· á ε врñ 0 .

Подставим численные значения, получим:

E квр = 6,02· 10 -23 моль -1· 4,83· 10 -21 Дж · 4· 10 -3 кг/(32· 10 -3 кг/моль) = 364Дж.

Ответ: á ε врñ 0 = 4,83· 10 -21 Дж; E квр =364Дж

Пример 6. Как изменится энтропия 2г водорода, занимающего объем 40л при температуре 270К , если давление увеличить вдвое при постоянной температуре, а затем повысить температуру до 320К при постоянном объёме.

Дано: m=2г =2· 10 -3 кг; М=2кг/кмоль; V=40л=4· 10 -2 м 3 .

T 1 =270K; T 2 =320K ; P 2 =2P 1

Найти: Δ S

Решение: Изменение энтропии определяется формулой:

где dQ - количество теплоты, полученное в данном процессе.

Изменение энтропии согласно условию происходит за счет двух процессов:

1) изотермического и 2) изохорного. Тогда:

Количество теплоты dQ 1 и dQ 2 найдем из 1 начала термодинамики для этих процессов:

1) dQ 1 =PdV (т.к. dT=0 для T=const )

P найдем из уравнения Клапейрона-Менделеева:

Тогда и

т.к. при T=const , P 1 V 1 =P 2 V 2

2) (т.к. dV=0 и dA=0 при V=const )

;

Подставляя численные значения, получим:

Ответ: Δ S = -2,27 Дж/K

Задачи для самостоятельного решения

51. В баллоне ёмкостью 10л находится сжатый воздух при температуре 27°C. После того как часть воздуха выпустили, давление понизилось на 2·10 5 Па . Определить массу выпущенного воздуха. Процесс считать изотермическим.

52. Какой объём занимает при нормальных условиях смесь 4кг гелия и 4кг азота?

53. В сосуде, имеющем форму шара, радиус которого 0,2м , находиться 80г азота. До какой температуры можно нагреть сосуд, если его стенки выдерживают давление 7·10 5 Па .

54. При температуре 27°C и давлении 12·10 5 Па плотность смеси водорода и азота 10 г/дм 3 . Определить молярную массу смеси.

55. В баллоне ёмкостью 5л находиться 2кг водорода и 1кг кислорода. Определить давление смеси, если температура окружающей среды 7°C.

56. Давление идеального газа 2МПа , концентрация молекул 2·10 3 см -3 . Определить среднюю кинетическую энергию поступательного движения одной молекулы и температуру газа.

57. Определить среднюю кинетическую энергию вращательного движения одной молекулы двухатомного газа, если суммарная кинетическая энергия молекул в 1кмоле этого газа 6,02Дж .

58. Найти среднюю кинетическую энергию вращательного движения всех молекул, содержащихся в 0,25г водорода при температуре 27°C.

59. Определить концентрацию молекул идеального газа при температуре 350К и давлении 1,0МПа .

60. Определить температуру идеального газа, если средняя кинетическая энергия поступательного движения его молекул 2,8·10 -19 Дж.

61. Найти увеличение внутренней энергии и работу расширения 30г водорода при постоянном давлении, если его объём увеличился в пять раз. Начальная температура 270К .

62. Азот массой 1кг , находящийся при температуре 300К сжимают: а) изотермически; б) адиабатно, увеличивая давление в десять раз. Определить работу, затраченную на сжатие в обоих случаях. Какое количество теплоты нужно сообщить 1моль кислорода, чтобы он совершил работу 10Дж : а) при изотермическом процессе; б) при изобарном?

63. Определить, какое количество теплоты необходимо сообщить углекислому газу массой 440г , чтобы нагреть его на 10К : а) изохорно, б) изобарно.

64. При нагревании 0,5кмоль азота было передано 1000Дж теплоты. Определить работу расширения при постоянном давлении.

65. Газ, занимающий объем 10л под давлением 0,5МПа , был изобарно нагрет от 323K до 473К . Найти работу расширения газа.

66. Газ, занимающий объем 12л под давлением 0,2МПа . Определить работу, совершенную газом, если он изобарно нагревается от 300K до 348К .

67. Найти работу и изменение внутренней энергии при адиабатном расширении 0,5кг воздуха, если его объем увеличится в пять раз. Начальная температура 17°С.

68. Определить количество теплоты, сообщенное 14г азота, если он был изобарически нагрет от 37°С до 187°С .. Какую работу он совершит и как изменится его внутренняя энергия?

69. Во сколько раз увеличится объем 2моль водорода при изотермическом расширении при температуре 27°С , если при этом была затрачена теплота 8кДж.

70. Определить молярную массу газа, если при изохорном нагревании на 10°С 20г газа потребуется 680Дж теплоты, а при изобарном 1050Дж .

71. Чему равно изменение энтропии 10г воздуха при изохорном нагревании от 250K до 800К ?

72. При изобарном расширении водорода массой 20г его объем увеличился в три раза. Определить изменение энтропии водорода при этом процессе.

73. При изохорном нагревании 480г кислорода давление увеличилось в 5 раз. Найти изменение энтропии в этом процессе.

74. Объем гелия, массой 1кг , увеличился в 4 раза: а) изотермически б) адиабатно. Каково изменение энтропии в этих процессах?

75. Найти изменение энтропии при нагревании 1кг воды от 0°С до 100°С и последующем превращении ее в пар, при той же температуре.

76. Как изменится энтропия при изотермическом расширении 0,1кг кислорода, если при этом объем изменится от 5л до 10л ?

77. Определить изменения энтропии при изобарном нагревании 0,1кг азота от 17 °С до 97°С .

78. Лед, находящийся при температуре -30°С, превращается в пар. Определить изменения энтропии в этом процессе.

79. Чему равно изменение энтропии 10г воздуха при изобарном расширении от 3л до 8л .

Чему равно изменение энтропии 20г воздуха при изобарном охлаждении от 300K до 250К ?

Качественные задачи

81. Объем газа уменьшили в 3 раза, а температуру увеличили в 2 раза. Во сколько раз увеличилось давление газа? Газ считать идеальным.

82. Сжатую пружину растворили в кислоте. На что пошла потенциальная энергия упругой деформации пружины?

83. Предлагаем два варианта объяснения подъемной силы воздушного шара, наполненного водородом. Согласно первому - подъемная сила - сила Архимеда. Согласно второму - подъемная сила возникает из-за разности в давлении на верхнюю и нижнюю части шара. Чем различаются эти объяснения?

84. Объясните, почему изотермическое расширение газа возможно только при подведении к нему количества теплоты?

85. Существует ли процесс, при котором все переданное рабочему телу от нагревателя тепло превращается в полезную работу?

86. Можно ли всю внутреннюю энергию газа превратить в механическую работу?

87. Почему КПД двигателя внутреннего сгорания резко падает при взрывном сгорании горючей смеси?

88. Как изменится температура в помещении, если дверцу работающего холодильника оставить открытой?

89. При нагревании двухатомного газа его теплоемкость в области высоких температур имеет резкий рост с последующим спадом. Аналогичная зависимость наблюдается и у многоатомных газов. Чем это объяснить?

90. Некоторый газ переходит из состояния I в II сначала по изохоре, а затем по изобаре. В другом случае сначала по изобаре, затем по изохоре. Будет ли в обоих случаях совершена одинаковая работа?

91. Почему нагревается насос при накачивании шины колеса автомобиля?

92. Почему металл и дерево одной и той же температуры на ощупь кажутся неодинаково нагретыми?

93. Можно ли вскипятить воду в бумажном стаканчике?

94. Почему капли воды на раскаленной плите "живут" дольше, чем на просто горячей?

95. Почему перед закипанием вода в чайнике "шумит"?

96. Почему вода в сосуде с крышкой закипает быстрее, чем без крышки?

97. Может ли воздушный шар в атмосфере Земли подняться на неограниченную высоту?

98. Кусок льда плавает в наполненном до краев сосуде с водой. Перельется ли вода через край, если лед растает?

99. Почему деревянный карандаш плавает в воде горизонтально? Объясните, почему он будет плавать вертикально, если к одному из его концов прикрепить груз?

100. Одинаковые свинцовые шарики опускают в равные по объему сосуды с водой. В одном сосуде температура воды 5°С , а в другом - 50°С. В каком сосуде шарик быстрее достигнет дна?

Контрольные вопросы

21. Что такое атом, молекула, ион?

22. Что называют термодинамической системой?

23. Что такое параметры состояния?

24. Какое состояние термодинамической системы называют равновесным, неравновесным?

25. Что такое идеальный газ?

26. Что характеризует уравнение состояния?

27. Дайте определение закона распределения Максвелла.

28. В чем заключается закон распределения Больцмана?

29. Что характеризует наиболее вероятная скорость?

30. Чему равна средняя арифметическая скорость?

31. Что такое теплота?

32. Дайте определение первого начала термодинамики.

33. Какие вы знаете изопроцессы?

34. Что представляет собой изотермический процесс?

35. Как вычислить работу газа изохорического и изобарического процессов?

36. Дайте определение адиабатического процесса.

37. Какие физические параметры связывает уравнение Майера?

38. Что такое теплоемкость тела, удельная и молярная теплоемкости?

39. О чем говорит второе начало термодинамики?

40. Как повысить КПД тепловой машины?

9.5 Теплоемкость

1) В помещении размером 6*5*3 м температура воздуха 27 0 С при давлении 101 кПа. Найти, какое количество теплоты нужно отвести от этого воздуха, чтобы понизить его температуру до 17 0 С при том же давлении.

Средняя удельная теплоемкость воздуха 1,004 кДж/(кг·К). Массу воздуха в помещении принять постоянной. Ответ: 1,06 МДж.

2) От азота, заключенного в баллоне, отводится 17000 кДж теплоты. При этом температура его понижается от 800 до 200 0 С. Найти массу азота, заключенного в баллоне. Ответ: 34,6 кг.

3) В трубчатом воздухонагревателе воздух нагревается при постоянном давлении от 10 до 90 0 С. Найти массовый расход воздуха, проходящего через воздухонагреватель, если ему сообщается 210 МДж/ч теплоты.

Ответ: 2610 кг/ч.

4) Найти количество теплоты, необходимое для нагревания при постоянном объеме 10 кг азота от 200 0 С до 800 0 С. Ответ: 4,91 МДж.

5) Найти среднюю изобарную и изохорную молярные теплоемкости продуктов сгорания топлива при охлаждении их от 1100 до 300 0 С. Молярные доли компонентов этих продуктов сгорания следующие: ; ; ; .

Ответ: Дж/(моль·К); Дж/(моль·К).

6) Найти среднюю удельную теплоемкость кислорода при постоянном давлении при повышении температуры от 600 0 С до 2000 0 С.

Ответ: 1,1476 кДж/(кг·К).

7) Найти среднюю молярную изобарную теплоемкость углекислого газа при повышении его температуры от 200 0 С до 1000 0 С.

Ответ: 52,89 кДж/моль.

8) Воздух, содержащийся в баллоне вместимостью 12,5 м 3 при температуре 20 0 С и давлении 1 МПа подогревается до температуры 180 0 С. Найти подведенную теплоту. Ответ: 17,0 МДж.

9) Найти средние удельные изохорную и изобарную теплоемкости кислорода в интервале температур 1200... 1800 0 С.

Ответ:0,90 кДж/(кг·К); 1,16 кДж/(кг·К).

10) Найти среднюю молярную изохорную теплоемкость кислорода при нагревании его от 0 до 1000 0 С. Ответ: 25,3 кДж/(кг К).

11) Температура смеси, состоящей из азота массой 3 кг и кислорода массой 2 кг в результате подвода к ней теплоты при постоянном объеме повышается от 100 до 1100 0 С. Определить количество подведенной теплоты. Ответ: 4,1 МДж.

12) Состав продуктов сгорания бензина в цилиндре двигателя в молях следующий: =71,25; =21,5; =488,3; =72,5. Температура этих газов 800 0 С, окружающей среды 0 0 С. Определить долю тепловых потерь с уходящими газами, если теплота сгорания бензина 43950 кДж/кг.

13) Газовая смесь состоит из 2 кг углекислого газа, 1 кг азота, 0,5 кг кислорода. Найти среднюю молярную изобарную теплоемкость смеси в интервале температур 200 ... 800 0 С. Ответ: 42,86 Дж/(моль·К).

14) Найти средние изобарную и изотермную молярные теплоемкости продуктов сгорания топлива при охлаждении их от 1100 до 300 0 С. Молярные доли компонентов этих продуктов сгорания следующие: =0,09; =0,083; =0,069; =0,758. Ответ: 32,3 Дж/(моль·К); 27,0 Дж/(моль·К).

15) Состав отработанных газов двигателя внутреннего сгорания в молях следующий: =74,8; =68; =119; =853. Найти количество теплоты, выделяемой этими газами при понижении их температуры от 380 до 20 0 С.

9.6 Термодинамические процессы газов

1) Какое количество теплоты нужно сообщать углекислому газу, содержащемуся в баллоне вместимостью 0,8 м 3 , для повышения давления от 0,1 до 0,5 МПа, принимая =838 Дж/(кг·К). Ответ: 1,42 МДж.

2) К воздуху в баллоне вместимостью 100 л при давлении 0,3 МПа и температуре 15 0 С подводится теплота в количестве 148,8 кДж. Найти конечные температуру и давление воздуха в баллоне, если удельная теплоемкость =752 Дж/(кг·К). Ответ: 560 0 С; 0,87 МПа.

3) Воздух при начальных условиях V 1 =0,05 м 3 , Т 1 =850 К и p =3 МПа расширяется при постоянном давлении до объема V 2 =0,1 м 3 . Найти конечную температуру, подведенную теплоту изменения внутренней энергии и работу изменения объема. Ответ: 1700 К; 619 кДж; 150 кДж; 469 кДж.

Постройте графики процесса

Постройте графики процесса , происходящего с идеальным газом, в координатах p, T и V, T. Масса газа постоянная.

Постройте графики процесса , происходящего с идеальным газом, в координатах p, T и p, V. Масса газа постоянная.

Постройте графики процесса , происходящего с идеальным газом, в координатах V, T и p, V. Масса газа постоянная.

Постройте графики процесса

Постройте графики процесса , происходящего с идеальным газом, в координатах p, V и p, T. Масса газа постоянная.

Постройте графики процесса
Постройте графики процесса , происходящего с идеальным газом, в координатах p, T и V, Т. Масса газа постоянная.

Постройте графики процесса , происходящего с идеальным газом, в координатах p, V и T, V. Масса газа постоянная.

Постройте графики процесса, происходящего с идеальным газом, в координатах p, T и V, Т. Масса газа постоянная.

Определите температуру идеального газа в состоянии 2, если состояния 2 и 4 лежат на одной изотерме. Температуры Т1 и Т3 в состояниях 1 и 3 известны.

[µ §]
Идеальный газ последовательно переводился из состояния 1 с температурой Т1 в состояние 2 с температурой Т2, а затем в состояние 3 с температурой Т3 и возвращался в состояние 1. Найти температуру Т3, если процессы изменения состояния происходили так как это показано на рисунке, а Т1 и Т2 известны.

Моль идеального газа участвует в тепловом процессе 1 ЁC 2 ЁC 3 ЁC 4 ЁC 1, изображенном в p-V координатах. Продолжения отрезков прямых 1 ЁC 2 и 3 ЁC 4 проходят через начало координат, а кривые 1 ЁC 4 и 2 ЁC 3 являются изотермами. Изобразите этот процесс в V-T координатах и найдите объем V3, если известны объемы V1 и V2 = V4.

[µ §]
Один моль идеального газа , переводят из состояния 1 в состояние 2. Определите максимальную температуру Тmax газа в ходе этого процесса.

20 г гелия, заключенных в цилиндре под поршнем, бесконечно медленно переводятся из состояния с объемом 32 л и давлением 4·105 Па в состояние с объемом 9 л и давлением 15,5·105 Па. Какой наибольшей температуры достигает газ при этом процессе , если на графике зависимости давления газа от объема процесса изображается прямой линией?

[µ §]
Изменение стояния идеального газа постоянной массы изображено на рисунке. В точке 1 температура газа T0. Определить температуру газа в точках 2, 3, 4.

[Т2=3Т0; Т3=6Т0; Т4=2Т0]
На p-V диаграмме изображен график процесса расширения газа, при котором газ переходит из состояния 1 с давлением р0 и объемом V0 в состояние 2 с давлением р0/2 и объемом 2V0. изобразите соответствующий график процесса на p-T и V-T диаграммах.

2. Основы термодинамики
а) внутренняя энергия одноатомного газа

µ § U ЁC внутренняя энергия (Дж)

Б) работа в термодинамике

µ § А ЁC работа (Дж)

µ § µ § - изменение объема

µ § - изменение температуры

В) первый закон термодинамики

µ § ДU ЁC изменение внутренней энергии

µ § Q ЁC количество теплоты

µ § - работа внешних сил над газом

µ § - работа газа против внешних сил

Г) КПД теплового двигателя

µ § з ЁC коэффициент полезного действия (КПД)

А ЁC работа, совершаемая двигателем

Q1 ЁC количество теплоты , полученное от нагревателя

µ § Q2 ЁC количество теплоты , переданное холодильнику

µ § Т1 ЁC температура нагревателя

Т2 ЁC температура холодильника

Д) количество теплоты

µ § Q ЁC количество теплоты (Дж)

µ § Уравнение теплового баланса

Q1 ЁC количество теплоты , отдаваемое более нагретым телом;

Q2 ЁC количество теплоты, получаемое более холодным телом.

Какой объём занимает одноатомный идеальный газ, если при нормальном атмосферном давлении его внутренняя энергия равна 600 Дж?

Найдите концентрацию молекул идеального газа в сосуде вместимостью 2 л при температуре 27 оС, если внутренняя энергия его равна 300 Дж.

Какая масса водорода находиться под поршнем в цилиндрическом сосуде , если при нагревании его от 250 до 680 К при постоянном давлении на поршень газ произвёл работу, равную 400 Дж?

При изохорном охлаждении внутренняя энергия уменьшилась на 350 Дж. Какую работу совершил при этом газ? Какое количество теплоты было передано газом окружающим телам?

Какую работу совершил одноатомный идеальный газ и как при этом изменилась его внутренняя энергия при изобарном нагревании газа в количестве 2 моль на 50 К? Какое количество теплоты получил газ в процессе теплообмена?

При изобарном охлаждении на 100 К внутренняя энергия одноатомного идеального газа уменьшилась на 1662 кДж. Какую работу совершил при этом газ и какое количество теплоты было им передано окружающим телам?

[-1108 кДж; -2770 Дж]
При адиабатном сжатии газа была совершена работа 200 Дж. Как и насколько изменилась при этом внутренняя энергия газа?

При адиабатном процессе газом была совершена работа 150 Дж. Как и насколько изменилась его внутренняя энергия?

[-150 Дж]
Какую работу совершит кислород массой 320 г при изобарном нагревании 10 К?

Вычислите увеличение внутренней энергии водорода массой 2 кг при повышении его температуры на 10 К: 1) изохорно; 2) изобарно.

Объём кислорода массой 160 г, температура которого 27 оС, при изобарном нагревании увеличился вдвое. Найдите работу газа при расширении, количество теплоты, которое пошло на нагревание кислорода, изменение внутренней энергии.

Для изобарного нагревания газа в количестве 800 моль на 500 К ему сообщили количество теплоты 9,4 МДж. Определите работу газа и приращение его внутренней энергии.

В баллоне вместимостью 1 л находиться кислород под давление 107 Па и при температуре 300 К. К газу подводят количество теплоты 8,35 кДж. Определите температуру и давление газа после нагревания.

При подведении к идеальному газу количества теплоты 125 кДж газ совершает работу 50 кДж против внешних сил. Чему равна конечная внутренняя энергия газа, если его энергия до подведения количества теплоты была равна 220 кДж?

Кислород массой 32 г находится в закрытом сосуде под давлением 0,1 МПа при температуре 17 0С. После нагревания давление в сосуде увеличилось в 2 раза. Найдите: 1) объём сосуда; 2) температуру, до которой нагрели газ; 3) количество теплоты, сообщённое газу.

Какое количество теплоты требуется для изобарного увеличения объёма молекулярного азота массой 14 г, имеющего до нагревания температуру 27 0С, в 2 раза?

При адиабатном расширении воздуха была совершена работа 500 Дж. Чему равно изменение внутренней энергии воздуха?

[-500 Дж]
При адиабатном сжатии воздуха 8 моль гелия в цилиндре компрессора была совершена работа 1 кДж. Определите изменение температуры газа.

При адиабатном расширении 64 г кислорода О2, находящегося при нормальных условиях, температура газа увеличилась в 2 раза. Найдите: изменение внутренней энергии; работу расширения газа.

[-11,3 кДж; 11,3 кДж]
Температура азота массой 1,4 кг в результате адиабатного расширения упала на 20 0С. Какую работу совершил газ при расширении?

Молекулярный кислород занимает объём 2 м3 при нормальных условиях. При сжатии газа без теплообмена с окружающей средой совершается работа 50,5 кДж. Чему равна конечная температура кислорода?

[Т1(1+ 2А /5р1V1) = 300,3 К]

Воздух массой 87 кг нагревается от 10 0С до 30 0С. Определите изменение внутренней энергии воздуха. Молярную массу воздуха следует принять равной 2,910 -2 кг/моль, а воздух считать двухатомным (идеальным) газом.

Найдите изменение внутренней энергии гелия при изобарном расширении газа от начального объёма 10 л до конечного 15 л. Давление газа 104 Па.

Молекулярный кислород находится под давлением 105 Па в сосуде объёмом 0,8 м 3. При изохорном охлаждении внутренняя энергия газа уменьшается на 100 кДж. Чему равно конечное давление кислорода?

При стыковке двух космических кораблей их отсеки соединяются между собой. Объём первого отсека 12 м 3 , второго ЁC 20 м 3. Давление и температура воздуха в отсеках соответственно равны 0,98105 Па и 1,02105 Па, 17 oC и 27 oC. Какое давление воздуха установится в объединённом модуле? Какой будет температура воздуха в нём?

Какова внутренняя энергия 10 моль одноатомного газа при 27 °С?

На сколько изменяется внутренняя энергия гелия массой 200 г при увеличении температуры на 20 °С?

[на 12,5 кДж]
Какова внутренняя энергия гелия, заполняющего аэростат объемом 60 м3 при давлении 100 кПа?

Два моля идеального газа сжимаются изотермически при температуре 300 К до половины первоначального объёма. Какая работа совершается газом? Изобразите качественно рассматриваемый процесс на диаграмме р, V.

[-3,46 кДж]
В некотором процессе газ совершил работу, равную 5 МДж, а его внутренняя энергия уменьшилась на 2 МДж. Какое количество теплоты передано газу в этом процессе?

При передаче газу количества теплоты 300 Дж его внутренняя энергия уменьшилась на 100 Дж. Какую работу совершил газ?

0 молей одноатомного идеального газа нагрели на 50 оС. Процесс изобарический. Какое количество теплоты получил газ?

Одноатомный идеальный газ получил от нагревателя 2 кДж тепловой энергии. Насколько изменилась его внутренняя энергия? Процесс изобарический.

[на 1200 Дж]
Газу передано 200 Дж теплоты и при этом газ совершил работу 200 Дж против внешних сил. Каково изменение Внутренней энергии газа?

[на 50 кДж]
На сколько изменилась внутренняя энергия газа, который совершил работу 100 кДж, получив количество теплоты 135 кДж?

[на 35 кДж]

Над газом была совершена работа на 25 кДж. Получил или отдал тепло газ в этом процессе? Какое именно количество теплоты?

[-50 кДж]
Азот массой 280 г был нагрет при постоянном давлении на 1000 С. Определить работу расширения.

Определить работу расширения 20 л газа при изобарном нагревании от 300 К до 393 К. Давление газа 80 кПа.

При изобарном нагревании на 159 К газом, масса которого 3,47 кг, была совершена работа 144 к Дж. Найти молярную массу газа? Что это за газ?

В цилиндре под поршнем находится кислород. Определить его массу , если известно, что работа, совершаемая при нагревании кислорода от 273 К до 473 К, равна 16 кДж. Трением пренебречь.

На сколько изменилась внутренняя энергия газа, если ему сообщили количество теплоты 20 кДж и совершили над ним работу 30 кДж?

[на 50 кДж]
Над газом была совершена работа 75 кДж, при этом его внутренняя энергия увеличилась на 25 кДж. Получил или отдал тепло газ в этом процессе? Какое именно количество теплоты?

Какое количество теплоты нужно передать газу, чтобы его внутренняя энергия увеличилась на 45 кДж и при этом газ совершил работу 65 кДж.

Для изобарного нагревания газа с количеством вещества 800 моль на 500 К ему сообщили количество теплоты 9,4 МДж. Определить работу газа и увеличение его внутренней энергии.

В цилиндре под поршнем находится 1,25 кг воздуха. Для его нагревания на 40 С при постоянном давлении было затрачено 5 кДж теплоты. Определите изменение внутренней энергии воздуха (М = 0,029 кг/моль).

Какую работу совершит газ, расширяясь при постоянном давлении 3 атм. от объема 3 л до объема 18 л? Какую работу совершат 6 кг воздуха, расширяясь при изобарическом нагревании от 5 до 150 С?

Воздушный шарик при постоянном давлении 1,2·105 Па надули от объема 1 л до объема 3л. Какая при этом была совершена работа?

При адиабатическом сжатии 5 г гелия совершается работа 249,3 Дж. Какой стала температура гелия, если начальная температура была 293 К? Молярная масса гелия 4·10 ЁC3кг/ моль.

Поршень с грузом , масса которых 50 кг, а площадь основания 0,01 м2, находится в цилиндре, газ в котором нагревают. Поршень медленно поднимается, и объем газа возрастает на 2 л. Рассчитать работу, совершаемую газом.

Для изобарного нагревания 800 молей газа на 500 К ему сообщил количество теплоты 9,4 МДж. Определите изменение внутренней энергии газа.

На нагревание газа, сопровождавшееся его расширением при постоянном давлении 3· 104 Па, затрачена энергия 60 Дж. Объем газа при нагревании увеличился на 1,5 л. Как изменилась внутренняя энергия газа?

Один моль идеального газа изохорически перевели из состояния 1 в состояние 2, при этом давление уменьшилось в 1,5 раза. Затем газ изобарически нагрели до первоначальной температуры 300 К. Какую работу совершил газ в результате совершенных переходов?

Один моль идеального газа совершает замкнутый процесс, состоящий из двух изохор и двух изобар. Температура в точке 1 равна Т1, в точке 3 ЁC Т3. Определить работу, совершаемую газом за цикл, если точки 2 и 4 лежат на одной изотерме.

Один моль идеального газа находится в цилиндре под поршне при температуре Т1. Газ при постоянном давлении нагревают до температуры Т3. Далее газ охлаждают при постоянном давлении так, что его объем уменьшается до первоначального значения. Наконец , при постоянном объеме газ возвращают в первоначальное состояние. Какую работу совершил газ в этом процессе?

На рисунке изображены два замкнутых процесса, происходящих с идеальным газом: 1 ЁC 2 ЁC 3 ЁC 1 и 3 ЁC 2 ЁC 4 ЁC 3. В каком из них газ совершает работу?

[в процессе 3 ЁC 2 ЁC 4 - 3]
Масса m идеального газа , находящегося при температуре, охлаждается изохорически так, что давление падает в n раз. Затем газ расширяется при постоянном давлении. В конечном состоянии его температура равна первоначальной. Определить совершенную газом работу. Молярная масса газа М.

[µ §]
Четыре моля идеального газа совершают процесс, изображенный на рисунке. На каком участке работа газа максимальна? Чему равна эта работа?

Один моль идеального газа совершает процесс, изображенный на рисунке. Найти работу газа за цикл.

Определить температуру воды, установившуюся после смешивания 39 л воды при 20„aС и 21 л воды при 60„aС.

Сколько литров воды при 95„aС нужно добавить к 30 л воды при 25„aС, чтобы получить воду с температурой 67„aС?

В сосуд, содержащий 2,35 кг воды при 20„aС, отпускают кусок олова, нагретого до 507 К; температура воды в сосуде повысилась на 15 К. Вычислить массу олова. Испарением воды пренебречь.

Стальное сверло массой 0,090 кг, нагретое при закалке до 840„aС, опущено в сосуд, содержащий машинное масло при 20„aС. Какое количество масла следует взять , чтобы его конечная температура не превысила 70„aС?