Задачи для решения на занятии

1. Определить молярную массу ацетилена (С₂Н₂). (Ответ: 2,6·10^-2 кг/моль)

2. Сколько молекул воды содержится в капле массой 0,2 г? (Ответ: 6,7·10²¹)

3. Сколько молекул газа содержится в колбе вместимостью 500 см³ при нормальных условиях? (Ответ: 1,34·10²²)

4. Сколько молекул содержится при нормальных условиях в 1 кг кислорода? Плотность кислорода при нормальных условиях приять равной 1,43 кг/м³. (Ответ: 1,9·10²⁵)

6. Определите давление водорода, если средняя квадратичная скорость его молекул 800 м/с, а его плотность 2,4 кг/м³. (Ответ: 0,512 МПа).

7.Найти температуру газа при давлении 100 кПа и концентрации молекул 10²⁵м^-3. (Ответ: 724 ⁰К)

8. В цилиндре под поршнем находится водород, занимающий объем 8 л. При этом температура и давление водорода равны Т₁=400К, р =200кПа. Газ изобарно сжимают, совершая работу ΔА=120Дж. Найти температуру газа после сжатия. Трение поршня о стенки цилиндра отсутствует

9.Водород занимает объем V = 10 м³ при давлении P ₁ = 100 кПа. Газ нагрели при постоянном объеме до давления P ₂ = 300 кПа. Определить: 1) изменение DU внутренней энергии газа; 2) работу А, совершенную газом: 3) количество теплоты Q, сообщенное газу.

10. Тепловая машина работает по циклу Карно. Определить работу тепловой машины за один цикл, если она в течении цикла получает от нагревателя количество теплоты Q₁=2085 Дж. Температура нагревателя Т₁=500 К, температура холодильника Т₂=300 К.

Вопросы для самоконтроля

1. Сформулируйте основные положения молекулярно – кинетической теории.

2. Что такое относительная молекулярная масса?

3. Что называют количеством вещества? Единица измерения.

4. Каков физический смысл постоянной Авогадро?

5. В чем измеряется молярная масса?

6. Какой газ называется идеальным?

7. Что такое давление? Чем оно обусловлено?

8. Что называется термодинамическим процессом? изопроцессом?

9. Сформулируйте законы Бойля – Мариотта, Гей – Люссака, Шарля.

10. Какая температура называется термодинамической?

11. Какой физический смысл имеет газовая постоянная и постоянная Больцмана?

12. Какова связь между кинетической энергией поступательного движения молекул газа и его термодинамической температурой?

13. Сформулируйте первое начало термодинамики.

14. От чего зависит КПД тепловой машины?

15. Сформулируйте второе начало термодинамики.

16. Приведите примеры известных вам тепловых двигателей.

 

Задачи для самостоятельного решения

1.Вычислить массу m₀ одной молекулы газа.

 

Вариант	а	б	в	г	д	е	ж	з	и	к
газ	О3	СН4.	О2	N2	CO2	He	Kr	Xe	Ar	Ne

 

2.Определить массу m газа, взятого в количестве ν (моль).

 

Вариант	а	б	в	г	д	е	ж	з	и	к
газ	О3	СН4.	О2	N2	CO2	He	Kr	Xe	Ar	Ne
ν, моль	100	50	20	35	40	55	75	120	110	90

 

3.В сосуде находится газ. Какое давление р он производит на стенки сосуда, если масса газа m, его объем V, средняя квадратичная скорость молекул .

 

Вариант	а	б	в	г	д	е	ж	з	и	к
m, г	5	12	10	50	32	67	25	4	7	9
V, л	1	1,5	2	2,5	3	3,5	4	4,5	5	6
,м/с	500	550	520	498	480	510	525	530	517	523

 

4. Определите температуру Т газа, если средняя кинетическая энергия поступательного движения его молекул равна Е_к

 

Вариант	а	б	в	г	д
Ек, Дж	1,6∙10^-19	2∙10^-19	2,6∙10^-19	3∙10^-19	4∙10^-19
Вариант	е	ж	з	и	к
Ек, Дж	4,5∙10^-19	6∙10^-19	7∙10^-19	8∙10^-19	9∙10^-19

5.В сосуде объемом V, находится смесь m₁ гелия и m₂ водорода при температуре T. Определить давление и молярную массу смеси газов.

 

Вариант	а	б	в	г	д	е	ж	з	и	к
V, м^3	2	3	4	5	6	7	8	9	1	10
m1,кг	4	5	6	7	8	9	10	12	10,5	9,5
m2, кг	2	2,5	1,5	2,2	1,7	1,8	2,6	3	3,2	1,9
T, ^0С	27	22	24	23	19	28	29	21	20	18

6.Определить работу, совершенную кислородом в результате изобарического расширения, если при этом затрачена теплота Q.

 

Вариант	а	б	в	г	д	е	ж	з	и	к
Q, кДж	35	40	45	25	20	15	55	32	30	43

 

7.Под давлением р при температуре Т находятся V воздуха. Какая работа будет совершена при его изобарном нагревании на ΔT?

Вариант	а	б	в	г	д	е	ж	з	и	к
р, кПа	10	12	14	15	17	19	20	22	24	25
Т, К	273	300	280	290	310	320	295	305	296	312
V, м^3	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
ΔТ, К	10	12	14	15	17	20	22	25	27	30

 

8.В цилиндре под поршнем находится азот массой m. Газ был нагрет от температуры t₁ до температуры t₂ при постоянном давлении. Определить теплоту Q, переданную газу, совершаемую работу А и приращение ΔU внутренней энергии.

 

Вариант	а	б	в	г	д	е	ж	з	и	к
m,г	10	12	14	15	17	19	20	22	24	25
t1, ^0С	20	30	40	50	60	70	15	25	35	45
t2, ^0С	180	185	190	195	200	150	225	210	300	175

 

9.Совершая цикл Карно, газ отдал охладителю теплоту Q₁. Работа цикла А. Определить температуру нагревателя, если температура охладителя t.

 

Вариант	а	б	в	г	д	е	ж	з	и	к
Q1, кДж	1	1,2	1,4	1,5	1,7	1,9	2	2,2	2,4	2,5
А, кДж	2	3	4	5	6	7	8	9	1,5	1,1
t,^0С	27	27,5	28	28,5	29	29,5	30	30,5	31	31,5

 

10. Газ, совершающий цикл Карно, отдал теплоприемнику 65% теплоты, полученной от теплоотдатчика. Определить температуру T₂ теплоприемника, если температура теплоотдатчика T₁.

 

Вариант	а	б	в	г	д	е	ж	з	и	к
Т1, К	400	420	430	450	500	520	540	550	570	600

 

Номера задач, для индивидуального решения, выбираются согласно таблице вариантов индивидуальных работ (Приложение А).

 

Рекомендуемая литература

 

1.Дмитриева В.Ф. Физика для профессий и специальностей технического профиля. Сборник задач: учеб.пособие для студ. учреждений сред. проф. образования / В.Ф. Дмитриева. – 4ё–е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2014. – 256 с.

2.Дмитриева В.Ф. Физика для профессий и специальностей технического профиля. Контрольные материалы: учеб.пособие для студ. учреждений сред. проф. образования/ В.Ф. Дмитриева, Л. И. Васильев. – 3–е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2014. – 112 с.

Практическое занятие №4

Тема: Электростатика

Цель: систематизировать знания по теме «Электростатика», развить умения и навыки в использовании полученных знаний при решении задач