С разряженным газом который находится в сосуде под поршнем провели 2 опыта 742
Доступно для всех учеников 1-11 классов и дошкольников
1. На диаграмме представлены изменения давления и объема идеального одноатомного газа. Какое количество теплоты было получено или отдано газом при переходе из состояния 1 в состояние 3?
2. На диаграмме (см. рисунок) представлены изменения давления и объема идеального одноатомного газа. Какое количество теплоты было получено или отдано газом при переходе из состояния 1 в состояние 3?
3. С разреженным азотом, который находится в сосуде под поршнем, провели два опыта. В первом опыте газу сообщили, закрепив поршень, количество теплоты 742 Дж, в результате чего его температура изменилась на некоторую величину ΔТ. Во втором опыте, предоставив азоту возможность изобарно расширяться, сообщили ему количество теплоты 1039Дж, в результате чего его температура изменилась также. Каким было изменение температуры в опытах? Масса азота 1кг.
4. С одним молем идеального одноатомного газа совершают циклический процесс 1—2—3—4—1 (см. рис.). Во сколько раз n КПД данного цикла меньше, чем КПД идеальной тепловой машины, работающей при тех же максимальной и минимальной температурах?
5. На рисунке изображён процесс 1-2-3-4-5, проводимый над 1 молем идеального одноатомного газа. Вдоль оси абсцисс отложена абсолютная температура Т газа, а вдоль оси ординат - количество теплоты, полученное или отданное газом на соответствующем участке процесса. После прихода в конечную точку 5 весь процесс циклически повторяется с теми же параметрами изменения величин, отложенных на осях. Найдите о КПД этого цикла.
6. Над одним молем идеального одноатомного газа провели процесс 1–2–3, график которого приведён на рисунке в координатах на рисунке. Где V 1= 1м³ и р1=2*10 ⁵ Па — объём и давление газа в состоянии 1. Найдите количество теплоты, сообщённое газу в данном процессе 1–2–3.
7. Тепловой двигатель использует в качестве рабочего вещества 1 моль идеального одноатомного газа. Цикл работы двигателя изображён на pV -диаграмме и состоит из двух адиабат, изохоры, изобары. Зная, что КПД цикла равен 50%, определите модуль отношения изменения температуры газа при изобарном процессе Δ Т 12 к изменению его температуры Δ Т 34 при изохорном процессе.
8. В калориметре находился 1 кг льда. Чему равна первоначальная температура льда, если после добавления в калориметр 20 г воды, имеющей температуру 20Св калориметре установилось тепловое равновесие при -2С? Теплообменом с окружающей средой и теплоемкостью калориметра пренебречь.
9. В 2012 году зима в Подмосковье была очень холодной, и приходилось использовать системы отопления дачных домов на полную мощность. В одном из них установлено газовое отопительное оборудование с тепловой мощностью 17,5 кВт и КПД 85%, работающее на природном газе — метанеСН ₄ . Сколько пришлось заплатить за газ хозяевам дома после месяца (30 дней) отопления в максимальном режиме? Цена газа составляла на этот период 3 рубля 30 копеек за 1 кубометр газа, удельная теплота сгорания метана 50,4 МДж/кг. Можно считать, что объём потреблённого газа измеряется счётчиком при нормальных условиях. Ответ округлите до целого числа рублей в меньшую сторону.
10. Среднеквадратичная скорость молекул идеального одноатомного газа, заполняющего закрытый сосуд, равна450м/с. Как и насколько изменится среднеквадратичная скорость молекул этого газа, если давление в сосуде вследствие охлаждения газа уменьшить на 19%?
11. Один моль аргона, находящийся в цилиндре при температуре 600К и давлении 4*10 ⁵ Па, расширяется и одновременно охлаждается так, что его давление при расширении обратно пропорционально квадрату объёма. Конечное давление газа 10 ⁵ Па. Какое количество теплоты газ отдал при расширении, если при этом он совершил работу 2493Дж?
12. В горизонтальном цилиндрическом сосуде, закрытом поршнем, находится одноатомный идеальный газ. Первоначальное давление газа p = 4 · 10 5 Па. Расстояние от дна сосуда до поршня равно L . Площадь поперечного сечения поршня S = 25 см 2 . В результате медленного нагревания газ получил количество теплоты Q = 1,65 кДж, а поршень сдвинулся на расстояние x = 10 см. При движении поршня на него со стороны стенок сосуда действует сила трения величиной F тр = 3 · 10 3 Н. Найдите L . Считать, что сосуд находится в вакууме.
Ускоренная подготовка к ЕГЭ с репетиторами Учи.Дома. Записывайтесь на бесплатное занятие!
-->
Задание 27 № 2977
С разреженным азотом, который находится в сосуде под поршнем, провели два опыта. В первом опыте газу сообщили, закрепив поршень, количество теплоты в результате чего его температура изменилась на 1 К. Во втором опыте, предоставив азоту возможность изобарно расширяться, сообщили ему количество теплоты в результате чего его температура изменилась также на 1 К. Определите массу азота в опытах.
Согласно первому началу термодинамики,
где — приращение внутренней энергии газа (одинаковое в двух опытах), A — работа газа во втором опыте. Работа A совершалась газом в ходе изобарного расширения, так что
( — изменение объёма газа).
С помощью уравнения Клапейрона — Менделеева эту работу можно выразить через приращение температуры газа:
Решая систему уравнений (1)—(4), будем иметь
Существует более короткое решение, однако для него требуется знание формулы для изменения внутренней энергии двухатомного газа: В этой формуле стоит 5/2 вместо привычных 3/2, это отражает тот факт, что у двухатомных молекул 5 степеней свободы (два вращения + три поступательных движения) в отличие от одноатомных молекул, у которых есть только три поступательных движения. (Замечание: для многоатомных молекул (состоящих из трех и более атомов) справедлива формула так как для них есть шесть степеней свободы: три вращения + три поступательных движения).
Рассмотрим первый опыт. Согласно первому началу термодинамики, все переданное газу тепло идет на изменение его внутренней энергии, поскольку поршень фиксирован и газ не может совершать работу:
Отсюда сразу находим массу азота:
Обратите внимание, что данные задачи избыточны, в этом способе решения нам вообще не потребовались данные о втором опыте.
23. По двум вертикальным длинным прямым проводникам 1 и 2 в противоположных направлениях текут одинаковые токи (см. рисунок, вид сверху). На горизонтальной плоскости вне действия магнитного поля проводников находится компас. Нарисуйте, как расположится стрелка этого компаса, если его центр поместить в точку А на этой плоскости, равноудалённую от проводников. Влиянием магнитного поля Земли пренебречь. Ответ поясните, указав, какие закономерности Вы при этом использовали. (Подсказка) (Решение)
24. Параллельно катушке индуктивности L с малым активным сопротивлением включена лампа накаливания (см. рис. а). Яркость свечения лампы прямо пропорциональна напряжению на ней. На рисунке б представлен график зависимости силы тока I в катушке от времени t. Опираясь на законы физики, изобразите график зависимости яркости свечения лампы от времени. Объясните построение графика, указав явления и закономерности, которые Вы при этом использовали. (Подсказка) (Решение).
25. Брусок массой 2 кг движется по горизонтальному столу. На брусок действует сила F → под углом α = 30° к горизонту (см. рисунок). Коэффициент трения между бруском и столом равен 0,3. Каков модуль силы F, → если модуль силы трения, действующей на брусок, равен 7,5 Н? (Подсказка) (Решение).
26. В опыте по изучению фотоэффекта фотоэлектроны тормозятся электрическим полем. При этом измеряется запирающее напряжение. В таблице представлены результаты исследования зависимости запирающего напряжения U, от длины волны λ падающего света. Чему равна постоянная Планка по результатам этого эксперимента? (Подсказка) (Решение)
| Запирающее напряжение U, В | 0,4 | 0,6 |
| Длина волны света λ, нм | 546 | 491 |
27. В комнате размерами 4×5×3 м, в которой воздух имеет температуру 10 °C и относительную влажность 30%, включили увлажнитель воздуха производительностью 0,2 л/ч. Чему станет равна относительная влажность воздуха в комнате через 1,5 ч? Давление насыщенного водяного пара при температуре 10 °C равно 1,23 кПа. Комнату считать герметичным сосудом. (Подсказка) (Решение)
28. С идеальным одноатомным газом, который находится в сосуде под поршнем последовательно провели два опыта. В первом опыте газу при закреплённом поршне сообщили количество теплоты Q1, в результате чего его температура повысилась на ΔТ = 1 К. Во втором опыте, предоставив газу возможность изобарно расширяться, сообщили ему количество теплоты Q2, которое на 208 Дж больше, чем Q1. В результате температура газа повысилась, как и в первом случае, на ΔТ. Какова, по данным этих двух опытов, молярная масса газа, если его масса m = 1 кг? (Подсказка) (Решение)
29. Конденсатор C1 =1 мкФ заряжен до напряжения U = 300 В и включён в последовательную цепь из резистора R = 300 Ом, незаряженного конденсатора C2 = 2 мкФ и разомкнутого ключа К (см. рисунок). Какое количество теплоты выделится в цепи после замыкания ключа, пока ток в цепи не прекратится? (Подсказка) (Решение)
30. Снаряд массой 4 кг, летящий со скоростью 400 м/с, разрывается на две равные части, одна из которых летит в направлении движения снаряда, а другая – в противоположную сторону. В момент разрыва суммарная кинетическая энергия осколков увеличилась на 0,5 МДж. Найдите скорость осколка, летящего по направлению движения снаряда. Сопротивлением воздуха пренебречь.
Какие законы Вы использовали для описания разрыва снаряда? Обоснуйте их применимость к данному случаю. (Подсказка) (Решение)
28. На фотографии изображена электрическая цепь, состоящая из резистора, реостата, ключа, цифрового вольтметра, подключённого к батарее, и цифрового амперметра. Составьте принципиальную электрическую схему этой цепи и, используя законы постоянного тока, объясните, как изменятся (увеличится или уменьшится) сила тока в цепи и напряжение на батарее при перемещении движка реостата в крайнее правое положение. (Решение)
29. Система грузов М, m1 и m2, показанная на рисунке, движется из состояния покоя. Поверхность стола — горизонтальная гладкая. Коэффициент трения между грузами М и m1 равен μ = 0,2. Грузы М и m2 связаны лёгкой нерастяжимой нитью, которая скользит по блоку без трения. Пусть М =1,2 кг, m1 = m2 = m. При каких значениях m грузы М и m1 движутся как одно целое? (Решение)
30. С разреженным азотом, который находится в сосуде с поршнем, провели два опыта. В первом опыте газу сообщили, закрепив поршень, количество теплоты Q1 = 742 Дж, в результате чего его температура изменилась на некоторую величину ΔТ. Во втором опыте, предоставив азоту возможность изобарно расширяться, сообщили ему количество теплоты Q2 = 1039 Дж, в результате чего его температура изменилась также на ΔТ. Каким было изменение температуры ΔТ в опытах? Масса азота m = 1 кг. (Решение)
31. В идеальном колебательном контуре амплитуда колебаний силы тока в катушке индуктивности Im = 5 мА, а амплитуда напряжения на конденсаторе Um = 2,0 В. В момент времени t напряжение на конденсаторе равно 1,2 В. Найдите силу тока в катушке в этот момент. (Решение)
32. Металлический стержень, согнутый в виде буквы П, закреплён в горизонтальной плоскости. На параллельные стороны стержня опирается концами перпендикулярная перемычка массой 92 г и длиной 1 м. Сопротивление перемычки равно 0,1 Ом. Вся система находится в однородном вертикальном магнитном поле с индукцией 0,15 Тл. С какой установившейся скоростью будет двигаться перемычка, если к ней приложить постоянную горизонтальную силу F = 1,13 Н? Коэффициент трения между стержнем и перемычкой равен 0,25. Сопротивлением стержня пренебречь. Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на перемычку. (Решение)
Читайте также: