Применение первого закона термодинамики к изохорическому, изотермическому и адиабатическому процессам

 

1. Заполните таблицу

Процесс	Q	D U	A	Первый закон термодинамики	Молярная теплоемкость
Изобарический
Изохорический
Изотермический
Адиабатический

 

2. Идеальный газ адиабатически расширился. Если Q – полученное газом тепло, DU – изменение его внутренней энергии и A – работа газа, то

1) Q<0, DU>0, A=0

2) Q<0, DU<0, A>0

3) Q=0, DU>0, A<0

4) Q=0, DU<0, A>0

5) Q=0, DU=0, A=0

 

3. Идеальный газ изотермически сжимают. Если Q – полученное газом тепло, DU – изменение его внутренней энергии и A – работа, совершенная над газом, то

1) Q > 0, DU=0, A>0

2) Q<0, DU<0, A>0

3) Q=0, DU>0, A<0

4) Q=0, DU<0, A>0

5) Q=0, DU=0, A=0

 

4. Идеальный газ адиабатически сжали. Если Q – полученное газом тепло, DU – изменение его внутренней энергии и A – работа газа, то

1) Q<0, DU>0, A=0

2) Q<0, DU<0, A>0

3) Q=0, DU>0, A<0

4) Q=0, DU<0, A>0

5) Q=0, DU=0, A=0

 

5. Идеальный газ расширяется изотермически. Если Q – полученное газом тепло, DU – изменение его внутренней энергии и A – работа, совершенная газом, то

1) Q<0, DU=0, A>0

2) Q<0, DU<0, A>0

3) Q=0, DU>0, A<0

4) Q>0, DU=0, A>0

5) Q=0, DU=0, A=0

 

6. Идеальный газ нагревается изохорически. Если Q – полученное газом тепло, DU – изменение его внутренней энергии и A – работа, совершенная над газом, то

1) Q<0, DU=0, A>0

2) Q>0, DU=0, A<0

3) Q=0, DU>0, A<0

4) Q>0, DU>0, A=0

5) Q=0, DU=0, A=0

 

7. Идеальный газ охлаждается изохорически. Если Q – полученное газом тепло, DU – изменение его внутренней энергии и A – работа, совершенная над газом, то

1) Q<0, DU=0, A>0

2) Q>0, DU=0, A<0

3) Q=0, DU>0, A<0

4) Q>0, DU>0, A=0

 

8. Над идеальным газом совершается процесс, изображенный на рисунке. В ходе этого процесса внутренняя энергия газа увеличилась на 600 Дж. Определите сообщенное газу количество теплоты. Какую работу совершил газ в данном процессе?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

9. Над идеальным газом совершается процесс, изображенный на рисунке. В ходе этого процесса внутренняя энергия газа увеличилась на 4250 Дж. Определите сообщенное газу количество теплоты и совершенную им работу.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

10. Над идеальным газом совершается процесс, изображенный на рисунке. В ходе этого процесса внутренняя энергия газа увеличилась на 1100 Дж. Определите совершенную газом работу и переданное ему количество теплоты.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

11. Идеальный газ расширяется, как изображено на диаграмме. Определите работу, совершенную газом в ходе процесса А – D.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

Применение первого закона термодинамики при решении задач

 

1. Температура аргона (молярная масса М=40 г/моль), масса которого m=20 г, при сжатии повысилась на 10 К. Определите изменение его внутренней энергии при этом процессе.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

2. Температура аргона (молярная масса М=40 г/моль), масса которого m=10 г, при сжатии повысилась. Изменение его внутренней энергии при этом составляет 43 Дж. Определите изменение температуры этого газа.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

3. Температура атомарного водорода (молярная масса М=1 г/моль) при сжатии повысилась на 1 К. Изменение его внутренней энергии при этом составляет 35 Дж. Определите количество водорода.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

4. Температура неона (молярная масса М=22 г/моль) при расширении понизилась на 2,5 К. Изменение его внутренней энергии при этом составляет 45 Дж. Определите массу газа.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

5. Один моль идеального газа расширяется, как изображено на диаграмме. Определите, какое количество теплоты подводилось (отводилось) к газу (от газа) на участках AB, BC, и CD.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

6. Один моль идеального газа расширяется, как изображено на диаграмме. Определите, какое количество теплоты подводилось (отводилось) к газу (от газа) на участках AB, BC, и CD.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

Глава 7. Тепловые машины. Второй закон термодинамики

Принцип действия тепловых машин

 

1. Перечислите основные части любой тепловой машины: ________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

2. Поясните роли нагревателя, рабочего тела и холодильника: _____________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

3. Укажите формулу, по которой можно рассчитать КПД тепловой машины:

а)

б)

в)

г)

д)

е)

 

4. Укажите формулу, по которой можно рассчитать КПД идеальной тепловой машины

а)

б)

в)

г)

д)

е)

 

5. Определите максимально возможный КПД тепловой машины с температурами нагревателя t₁=227°С и холодильника t₂=27°С.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

6. Максимально возможный КПД тепловой машины равен h=30%. Температура нагревателя равна t₁=727°С. На сколько градусов температура холодильника меньше температуры нагревателя?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

7. КПД по теплотам

 

8. КПД по теплотам

 

9. КПД теплота + температура

 

10. КПД теплота + температура