Завдання підсумкової контрольної роботи на тему "Адiабатичний процес". Варіанти № 1-12 (Визначення зміни внутрішньої енергії газу. Визначення роботи розширення газу. Визначення коефіцієнта теплопровідності азоту)

Варіант 1

1.  При ізобарному нагріванні деякого ідеального газу (n = 2 моль) на DТ = 90 К йому була передана кількість теплоти 2,1 кДж. Визначити: а) роботу, яку виконав газ; б) зміну внутрішньої енергії газу; в) величину g = ;

2.  При ізотермічному розширенні 4 м³ газу його тиск змінився від р₁ = 6^.10⁵ Па. Знайти виконану при цьому роботу.

3.  При адіабатному розширенні кисню (n = 2 моль), який знаходився при нормальних умовах, його об’єм збільшився в п= 3 рази. Визначити: а) зміну внутрішньої енергії газу; б) роботу розширення газу.

4.  До якої температури охолодиться повітря, що знаходиться при температурі 0° С, якщо воно розширюється адіабатно від об’єму V₁, до об’єму V₂= 2V₁?

5.  Визначити середню довжину вільного пробігу молекули вуглекислого газу при температурі 100° С і тиску 0,1 мм.рт.ст. діаметр молекули вуглекислого газу прийняти рівним 3,2^.10^-8 см.

6.  Знайти середнє число зіткнень в 1 с молекул деякого газу, якщо середня довжина вільного пробігу при цих умовах дорівнює 5^.10⁴ см, а середня квадратична швидкість його молекул дорівнює 500 м/с.

7.  Вуглекислий газ і азот знаходяться при однакових температурі і тиску. Знайти для цих газів відношення коефіцієнтів дифузії. Діаметри молекул вважати однаковими.

8.  Визначити коефіцієнт теплопровідності азоту, який знаходиться в деякому об’ємі при температурі 280 К. Ефективний діаметр молекул азоту дорівнює 0,38 нм.

9.  Азот масою 500 г, що знаходиться під тиском р₁ = 1 МПа при температурі t₁ = 127° С, ізотермічно розширюється так, що його тиск зменшується в n = 3 рази. Після цього газ адіабатно стискують до початкового тиску, а потім ізобарно стискують до початкового об’єму. Побудувати графік циклу і знайти роботу виконану газом за цикл.

10.  Циліндр радіусом r= 10 см і довжиною l = 30 см розташований всередині другого циліндру з радіусом R = 10,5 см так, що осі обох циліндрів співпадають. Малий циліндр нерухомий, великий обертається з частотою п = 15 с^-1. Динамічна в’язкість газу, в якому знаходиться циліндр, h= 8,5 мк^.Па^.с. Яка сила діє на одиницю поверхні внутрішнього циліндру?

Варіант 2

1.  Азот масою т = 280 г розширюється в результаті ізобарного процесу при тиску р = 1 МПа. Визначити: 1) роботу розширення; 2) кінцевий об’єм газу, якщо на розширення була витрачена теплота Q = 5 кДж, а початкова температура азоту Т₁ = 390 К.

2.  7,5 л кисню адіабатно стискується до об’єму 1 л, при цьому в кінці стиску встановлюється тиск 1,6^.10⁶ Н/м². Яким був тиск газу до стиску?

3.  1 кг повітря, що знаходиться при температурі 30° С і тиску 1,5 атм, розширюється адіабатично і тиск при цьому падає до 1 атм. Знайти: а) кінцеву температуру; б) роботу, виконану газом при розширенні.

4.  Розширюючись, водень виконав роботу А = 6 кДж. Яка кількість теплоти була підведена до газу, якщо він розширювався 1) ізобарично; 2) ізотермічно.

5.  При адіабатному стиску кисню масою т = 1 кг виконана робота А= 100 кДж. Якою буде кінцева температура Т₂ газу, якщо до стиску кисень знаходився при температурі Т₁ = 300 К?

6.  Знайти середню довжину вільного пробігу молекули повітря при нормальних умовах. Діаметр молекули повітря умовно дорівнює     3^.10^-8 см.

7.  знайти коефіцієнт дифузії водню при нормальних умовах, якщо середня довжина вільного пробігу молекул при цих умовах дорівнює 1,6^.10^-7 м.

8.  Вуглекислий газ і азот знаходяться при однакових температурі і тиску. Знайти для цих газів коефіцієнти внутрішнього тертя.

9.  Одноатомний газ n= 0,1 кмоль, що має тиск р₁ = 100 кПа і об’єм V₁ = 5 м³, стискується ізобарно до об’єму V₂ = 1 м³, потім стискується адіабатично і розширюється при постійній температурі до початкового об’єму і тиску. Побудувати графік циклу. Знайти: а) температуру, об’єм і тиск, відповідні станом циклу; б) роботу виконану газом за весь цикл.

10.  Двохатомному газу надали тепла Q = 500 кал. При цьому газ розширюється при сталому тиску. Знайти роботу розширення газу.

Варіант 3

1.  Деякий газ масою т = 5 г розширюється ізотермічно від об’єму V₁, до об’єму V₂ = 2V₁. робота розширення А = 1 кДж. Визначити середню квадратичну швидкість молекул.

2.  Маса кисню 100 г. При сталому стиску він нагрівається на 30° С. Знайти роботу розширення газу.

3.  Повітря у циліндрах двигуна внутрішнього спалювання стискується адіабатично і його тиск при цьому змінюється адіабатично