§ 47. Применение первого закона термодинамики к газовым процессам

ПОВЫШЕННЫЙ УРОВЕНЬ

1. В одной части сосуда с теплонепроницаемой перегородкой находится 3 моль гелия при температуре 500 К, а в другой — 1 моль гелия при температуре 300 К. Какой станет температура в сосуде после того, как перегородку уберут и установится тепловое равновесие?

2. При адиабатном расширении 20 моль аргона газ совершил работу 2,5 кДж. Насколько изменилась температура газа?

3. Одноатомный газ нагревают в вертикальном цилиндре под поршнем. Во сколько раз большее количество теплоты надо сообщить газу, если поршень может перемещаться без трения, по сравнению со случаем, когда поршень закреплён, если изменение температуры в обоих случаях одинаково?

4. Одноатомный газ находится в вертикальном цилиндре под поршнем массой 5 кг. Площадь поршня 10 см², трением между поршнем и стенкой цилиндра можно пренебречь. Начальный объём газа 5,0 л, температура 0 °С. Атмосферное давление 100 кПа. Какое количество теплоты Q надо передать газу для нагревания на 10 К, если для его нагревания на столько же градусов при закреплённом поршне ему надо сообщить количество теплоты, равное 90 Дж?

5. На рисунке 47.1 изображён график циклического процесса, происходящего с данной массой одноатомного газа. Работа газа за один цикл равна 80 кДж. Какую работу совершают внешние силы над газом при переходе газа:

Рис. 47.1

а) из состояния 1 в состояние 2?

б) из состояния 2 в состояние 3?

в) из состояния 3 в состояние 1?

г) Какое количество теплоты получает газ от нагревателя за цикл?

д) Чему равен КПД цикла?

6. На рисунке 47.2 изображены графики двух циклических процессов, происходящих с данной массой газа: 1 — 2 — 3 — 1 и 3 — 2 — 4 — 3. В каком цикле газ совершает большую работу?

Рис. 47.2

Окончание >>>