Задачи. задачи_МКТ_ТД_ДО. Практическая работа 1 Методы анализа термодинамических систем при решении задач по молекулярной физике и термодинамике
 Скачать 17.01 Kb.
|
|
Практическая работа № 1 Методы анализа термодинамических систем при решении задач по молекулярной физике и термодинамике В начале процесса температура куска свинца массой 1 кг была равна 47 °С. Ему передали количество теплоты, равное 46,6 кДж. Температура плавления свинца равна 327 °С. Какова масса расплавившейся части свинца? Тепловыми потерями пренебречь. Электрический кипятильник мощностью 350 Вт не может нагреть воду массой 600 г до кипения. Убедившись в этом, его выключают. Оцените, на сколько понизится температура воды через 15 с после выключения кипятильника. Нагреватель мощньстью 50 кВт повышает температуру воды, протекающей со скоростью 1 м/с по трубе диаметром 2 см, с 15 до 35 °С. Какая часть количества теплоты, выделяемого нагревателем, передается окружающей среде? В калориметр с водой перенесли из кипятка металлический шарик. В результате температура в калориметре поднялась с 20 до 40°С. Какой станет температура в калориметре после переноса из кипятка второго такого же шарика? третьего? Сколько таких шариков надо перенести, чтобы температура в калориметре стала равной 90 °С? Каково отношение масс спирта и бензина в смеси, удельная теплота сгорания которой 40 МДж/кг? Сферическую оболочку воздушного шара делают из материала, квадратный метр которого имеет массу 1 кг. Шар наполняют гелием при атмосферном давлении 105Па. Определите минимальную массу оболочки, при которой шар начиннет поднимать сам себя. Температура гелия и окружающего воздуха одинакова и равна 0°С. Площадь сферы S=4πR2. Объем шара V=4/3πR3. Деревянный шар привязан нитью ко дну цилиндрического сосуда с площадью дна 100 см2. В сосуд наливают воду так, что шар полностью погружается в жидкость, при этом нить нартягивается и действует на шар с силой Т. Если нить перерезать, то шар всплывёт, а уровень воды изменится на 5 см. Найдите силу наряжения нити Т. В вертикальном цилирдре, закрытом лёгким поршнем, находится ацетон (С3Н6О) при температуре кипения 56°С. При сообщении ацетону некоторого количества теплоты часть его превращается в пар, который при изобарном расширении совершает работу, поднимая поршень. Удельная теплота парообразования ацетона L = 524 кДж/ кг, а его молярная масса М= 0,058 кг/моль. Какая часть подводимого к ацетону количества теплоты идет на увеличение внутренней энергии системы? Объемом жидкого ацетона и трением между поршнем и цилиндром пренебречь. В вертикальном цилирдре, закрытом лёгким поршнем, находится бензол (С6Н6) при температуре кипения 80°С. При сообщении бензолу некоторого количества теплоты часть его превращается в пар, который при изобарном расширении совершает работу, поднимая поршень. Удельная теплота парообразования бензола L = 396 кДж/ кг, а его молярная масса М= 0,078 кг/моль. Какая часть подводимого к бензолу количества теплоты переходит в работу? Объемом жидкого бензола и трением между поршнем и цилиндром пренебречь. С идеальным одноатомным газом, который находится в сосуде с поршнем, провели два опыта. В первом опыте, закрепив поршень, газу сообщили количеств отеплоты Q1, в результате чего его температура повысилась на 10 К. Во втором опыте, предоставив газу возможность изобарно расширяться, сообщили ему количество теплоты Q2, которое на 299 Дж больше, чем Q1. В результате этого температура газа повысилась, как и в первом случае, на 10 К. Каково по данным этих двух опытов количество вещества газа? С разреженым азотом, который находится в сосуде с поршнем, провели два опыта. В первом опыте газу сообщили, закрепив поршень, количество теплоты 742 Дж, в результате чего его температура изменилась на некоторую величину. Во втором опыте, предоставив азоту возможность изобарно расширяться, сообщили ему количество теплоты 1039 Дж, в результате чего его ремпература изменилась на ту же величину. Какм было изменение температуры в опытах, если масса азота составляла 1 кг? В сосуде обхемом 0,2 м3 с жесткими стенками находится одноатомный газ при атмосферном давлении. В крышке сосуда имеется отверстие площадью 200 см2, заткнутое пробкой. Пробка выскакивает, если газу передать количество теплоты не менее 15 кДж. Определите максимальнуж силу трения покоя пробки о рая отверстия. Газ считайте идеальным. В горизонтальном цилиндрическом сосуде, закрытом подвижным поршнем, находится одноатомный идеальный газ. Площадь поперечного сечения поршня 30 см2. Давление окружающего воздуха 105 Па. Трение между поршнем и стенками сосуда пренебрежимо мало. Какое количество теплоты нужно отвести от газа при его медленном охлаждении, чтобы поршень передвинулся на расстояние 10 см? В закрытом сосуде при температуре 100°С находится влажный воздух с относительной влажностью 60% под давлением 100 кПа. Во сколько раз надо изотермически уменьшить объем сосуда, чтобы давление в сосуде стало таким же, как при увеличении абсолютной температуры в 2,2 раза без изменения объема сосуда. Объемом сконденсировавшейся воды пренебречь. В комнате с рамерами 6 м х 5 м х 3 м, в которой воздух имеет температуру 20°С и относительную влажность 35%, включили увлажнитель воздуха производительностью 0,36 кг/ч. Сколько времени необходимо работать увлажнителю, чтобы относительная влажность воздуха в комнате стала равна 70%. Давление насыщенного водяного пара при температуре 20°С равна 2,33 кПа. Комнату считать герметичным сосудом. В запаянной с одного конца узкой стеклянной трубке постоянного сечнения находится столбик ртути длиной 21,6 см. Если трубку расположить вертикально отверстием вниз, то длина воздушного столбика над ртутью будет равна 43,2см. Какой будет длина воздушного столбка, если трубку расположить горижонтально? Атмосферное давление 747 мм рт. Ст. Температуру в трубке считать постоянной. Два теплоизолированных сосуда соединены между сосбой трубкой с вентилем. Объем первого сосуда, содержащего аргон, в три раза меньше объема второго сосуда, содержащего криптон, при одинаковой температуре. Каким буде давление в сосуде, если вентиль открыть? Количество вещества аргона в полтора раза превышает количество вещества криптона. |