Шаг 6. Решение системы уравнений

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Ответ: ____________________________

 

14. В сосуд, содержащий лед массой m при температуре 0^оС, помещают стальной брусок массой 2,4 кг при температуре 60^оС. После установления теплового равновесия масса льда стала равной 2,8 кг. Определите первоначальную массу m льда. Удельная теплоемкость стали с=0,46 кДж/кг·К, удельная теплота плавления льда 330 кДж/кг, теплоемкостью сосуда пренебречь.

Шаг 1. Определение участвующих в теплообмене тел:

__________________________________________________________________

Шаг 2. Запись выражений, для теплоемкостей тел, участвующих в процессе теплообмена:

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Шаг 3. Запись выражений для изменения температур:

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Шаг 4. Запись выражений для расчета количества теплоты, полученного телами при теплообмене:

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Шаг 5. Составление уравнения теплового баланса

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Шаг 6. Решение системы уравнений

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Ответ: ____________________________

 

15. Миниэлектростанция, использующая дизельное топливо с теплотой сгорания 5 МДж/кг, вырабатывает электроэнергию для питания установки мощностью Р=600 Вт. КПД электростанции равен 5,4%. Определите массу топлива, израсходованного за один час работы.

Шаг 1. Определение участвующих в теплообмене тел:

__________________________________________________________________

Шаг 2. Запись выражений, для теплоемкостей тел, участвующих в процессе теплообмена:

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Шаг 3. Запись выражений для изменения температур:

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Шаг 4. Запись выражений для расчета количества теплоты, полученного телами при теплообмене:

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Шаг 5. Составление уравнения теплового баланса

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Шаг 6. Решение системы уравнений

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Ответ: ____________________________

 

16. Чтобы растопить кусок льда массой 8 кг, взятый при температуре 0°С (удельная теплота плавления 330 кДж/кг), в печи сжигают дрова с теплотой сгорания 10 МДж/кг. КПД печи равен 4,4%. Определите массу сожженных дров.

Шаг 1. Определение участвующих в теплообмене тел:

__________________________________________________________________

Шаг 2. Запись выражений, для теплоемкостей тел, участвующих в процессе теплообмена:

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Шаг 3. Запись выражений для изменения температур:

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Шаг 4. Запись выражений для расчета количества теплоты, полученного телами при теплообмене:

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Шаг 5. Составление уравнения теплового баланса

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Шаг 6. Решение системы уравнений

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Ответ: ____________________________

 

17. При движении автомобиля вода в радиаторе объемом V=14 л нагрелась до температуры t₂=85° С. Водитель долил в радиатор V₁=12 л холодной воды. Плотность воды ρ=1 г/см³, в результате радиатор оказался полностью заполненным водой при температуре t₀=25° С. Определите температуру доливаемой холодной воды.

Шаг 1. Определение участвующих в теплообмене тел:

__________________________________________________________________

Шаг 2. Запись выражений, для теплоемкостей тел, участвующих в процессе теплообмена:

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Шаг 3. Запись выражений для изменения температур:

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Шаг 4. Запись выражений для расчета количества теплоты, полученного телами при теплообмене:

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Шаг 5. Составление уравнения теплового баланса

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Шаг 6. Решение системы уравнений

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Ответ: ____________________________

 

18. В сосуд с водой, масса которой равна m₁, а температура t₁=15°С, опустили стальной шарик, масса которого равна m₂=150 г, а температура t₂=80°С. Через некоторое время в сосуде установилась температура t₂=37°С. Определите массу воды m₁ в сосуде. Удельная теплоемкость воды с=4,2 кДж/кг·К, удельная теплоемкость стали с=0,46 кДж/кг·К, теплоемкостью сосуда пренебречь.

Шаг 1. Определение участвующих в теплообмене тел:

__________________________________________________________________

Шаг 2. Запись выражений, для теплоемкостей тел, участвующих в процессе теплообмена:

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Шаг 3. Запись выражений для изменения температур:

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Шаг 4. Запись выражений для расчета количества теплоты, полученного телами при теплообмене:

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Шаг 5. Составление уравнения теплового баланса

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Шаг 6. Решение системы уравнений

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Ответ: ____________________________

 

19. Решите задачу 18, считая теплоемкость сосуда равной 100 Дж/К.

Шаг 1. Определение участвующих в теплообмене тел:

__________________________________________________________________

Шаг 2. Запись выражений, для теплоемкостей тел, участвующих в процессе теплообмена:

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Шаг 3. Запись выражений для изменения температур:

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Шаг 4. Запись выражений для расчета количества теплоты, полученного телами при теплообмене:

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Шаг 5. Составление уравнения теплового баланса

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Шаг 6. Решение системы уравнений

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Ответ: ____________________________

 

Законы идеального газа

1. Укажите три основные предположения модели идеального газа:

а) _________________________________________

б) _________________________________________

в) _________________________________________

 

2. Заполните пропуски в формулировках законов

Бойля-Мариотта:

Для данного _________________________________________________ произведение _________________________________________, если _______

__________________________ не ________________________.

Шарля:

Для данного _________________________________________________ отношение __________________________________________________, если _____________________________ не _______________________________.

Гей-Люссака:

Для данного _________________________________________________ отношение __________________________________________________, если _____________________________ не _______________________________.

 

3. Сформулируйте понятия:

Процесс это _______________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Изотермический процесс это _________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Изохорический процесс это _________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Изобарический процесс это _________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

4. Сосуд с идеальным газом изотермически сжали в 1.5 раза. Определите конечное давление газа в сосуде, если начальное равно 100 кПа.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

5. Идеальный газ расширили изотермически так, что его объем увеличился на 10%. Во сколько раз изменилось оказываемое газом давление на стенки сосуда?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

6. Объем идеального газа увеличили изотермически от 3 л до 4 л. Определите давление газа в начале расширения, если в конце расширения оно равнялось 125 кПа.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

7. Идеальный газ нагрели в сосуде постоянного объема от температуры 273 К до температуры 373 К. Определите, во сколько раз изменилось давление газа в сосуде?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

8*. Бутылку с воздухом закупорили пробкой при температуре 27^оС и атмосферном давлении 101 кПа. Пробка вылетела из горлышка бутылки при нагревании воздуха в ней до температуры 100^оС. Считая воздух в бутылке идеальным газом, определите максимальную силу трения, удерживавшую пробку в бутылке.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

9. Температура идеального газа в замкнутом объеме увеличилась на 20%. Во сколько раз изменилось давление газа?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

10. Идеальный газ расширили при постоянном давлении от объема 3 л до объема 5 л. Определите конечную температуру газа, если в начале расширения она равнялась 350 К.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

11. В результате изобарического сжатия объем идеального газа уменьшился на 15%.Определите, во сколько раз изменилась температура идеального газа?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

12. Объем сосуда, в котором находится идеальный газ, изобарически уменьшили в 1.5 раза. Определите, как при этом изменилась температура газа.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

13. Идеальный газ сначала изохорически нагрели, затем изотермически расширили и, наконец, изобарически сжали до исходного состояния. Начертите графически производимые над газом процессы в координатных осях pV.