Механика и молекулярная физика (стр. 7 )

2. По горизонтальной плоскости катится диск радиусом м со скоростью м/с. Определить коэффициент сопротивления, если диск, будучи предоставленным самому себе, остановился, пройдя путь м.

Вариант 26

7. Стержень вращается вокруг оси, проходящей через его середину, согласно уравнению , где рад/с, рад/с3. Определить вращающий момент , действующий на стержень через время с после начала вращения, если момент инерции стержня кг∙м2.

8. На скамье Жуковского сидит человек и держит на вытянутых руках гири массой кг каждая. Расстояние от каждой гири до оси скамьи см. Скамья вращается с частотой с. Как изменится частота вращения скамьи и какую работу произведет человек, если он сведёт руки так, что расстояние от каждой гири до оси уменьшится до см? Момент инерции человека и скамьи (вместе) относительно оси кг∙м2.

Вариант 27

1 Цилиндрический однородный вал массой1кг и радиусом 1,м вращается с частотой 1об/с. В момент времени к поверхности вала приложили тормозную колодку с силой 0, Н. Коэффициент трения колодки о вал 0,2. Найти время, за которое вал остановится.

2. С наклонной плоскости, составляющей угол к горизонту, скатывается без скольжения шарик. Пренебрегая трением, определите время движения шарика по наклонной, если известно, что его центр масс при скатывании понизился на 1,3 м.

Вариант 28

1. Однородный диск радиусом R = 0,1 м и массой m =2 кг вращается вокруг оси, проходящей через его центр перпендикулярно к его плоскости. Зависимость угловой скорости w вращения диска от времени t дается уравнением , где В = 8 рад/с2. Найти касательную силу F, приложенную к ободу диска. Трением пренебречь.

2. Горизонтальная платформа массой m =18 кг и радиусом R =1, 1 м вращается с частотой n1 =5 об/мин. В центре платформы стоит человек и держит в расставленных руках гири. С какой частотой n2 будет вращаться платформа, если человек, опустив руки, уменьшит свой момент инерции от J1 = 2,94 до J2 = 0,98 кг·м2? Считать платформу однородным диском.

Вариант 29

1. К концам легкой и нерастяжимой нити, перекинутой через блок, подвешены грузы массами кг и кг. Во сколько раз отличаются силы, действующие на нить по обе стороны от блока, если масса блока кг, а его ось движется вертикально вверх с ускорением м/с2? Силами трения и проскальзывания нити по блоку пренебречь.

Вариант 30

7. Однородный диск радиусом R = 1,2 м и массой m =125 кг вращается вокруг оси, проходящей через его центр перпендикулярно к его плоскости. Зависимость угловой скорости w вращения диска от времени t дается уравнением , где В = 8 рад/с2. Найти касательную силу F, приложенную к ободу диска. Трением пренебречь.

8. Диск массой кг и диаметром м вращается вокруг оси, проходящей через центр перпендикулярно его плоскости, делая об/с. Какую работу надо совершить, чтобы остановить диск?

Тема 6: «Молекулярная физика и термодинамика»

Вариант 1

7. До какой температуры охладится воздух, находящийся при температуре 00С, если он расширяется адиабатически от объема V1 до объема V2?

8. Азот массой г адиабатически расширили в раза, а затем изобарно сжали до первоначального объема. Определить изменение энтропии газа в ходе указанных процессов.

Вариант 2

1. 7.5 л кислорода адиабатически сжимаются до объема 1л, причем в конце сжатия установилось давление 1.6МПа. Под каким давлением находился газ до сжатия?

2. При нагревании двухатомного идеального газа (n=2моль) его термодинамическая температура увеличилась в n=2раза. Определите изменение энтропии, если нагревание происходит изобарно.

Вариант 3

5. Воздух в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания сжимается адиабатически и его давление при этом изменяется от P1=0.1МПа до P2=3.5МПа. Начальная температура воздуха 400С. Найти температуру воздуха в конце сжатия.

6. Смешали воду массой m1=5кг при температуре T1=280К с водой массой m1=8кг при температуре T2=350К. Найти: 1) температуру смеси T3; 2) изменение энтропии DS, происходящее при смешивании.

Вариант 4

13. Газ расширяется адиабатически, и при этом объем его увеличивается вдвое, а температура (абсолютная) падает в 1.32 раза. Какое число степеней свободы имеют молекулы этого газа?

14. Кислород массой m=2кг увеличил свой объем в n=5 раз один раз изотермически, другой – адиабатически. Найти изменения энтропии в каждом из указанных процессов.

Вариант 5.

9. Двухатомный газ, находящийся при температуре 270С и давлении 2МПа, сжимается адиабатически от объема V1 до объема V2=0.5V1. Найти температуру и давление газа после сжатия.

10. Найти изменении энтропии при превращении 10г льда при -200С в пар при 2000С.

Вариант 6.

9. Идеальный газ (с g=1.40), находившийся первоначально при температуре t1=00C, подвергся сжатию, в результате чего объем газа уменьшается в 10 раз. Считая процесс сжатия адиабатическим, определить, до какой температуры t2 нагревался газ вследствие сжатия.

10. Найти изменение энтропии DS при изобарическом расширении азота массой m=4г от объема V1=5л до объема V2=9л.

Вариант 7

7. Идеальный газ (с g=1.40), находившийся первоначально при температуре t1=00C, подвергся сжатию, в результате чего объем газа уменьшается в 10 раз. Считая процесс сжатия адиабатическим, определить, до какой температуры t2 нагревался газ вследствие сжатия.

8. Изменение энтропии на участке между двумя адиабатами в цикле Карно равно 1кДж/0С. Разность температур между двумя изотерами равно 1000К. какое количество теплоты превращается в работу в этом цикле?

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Вариант 8

11. В сосуде под поршнем находится газ при нормальных условиях. Расстояние между дном сосуда и дном поршня 25см. когда на поршень положили груз массой 20кг, поршень опустился на 13.4см. Считая сжатие адиабатическим, найти для данного газа Cp/Cv. Площадь поперечного сечения поршня равна 10см2; массой поршня пренебречь.

12. Идеальный газ (n=2моль) сначала изобарно нагрели, так что объем газа увеличился в n1=2 раза, а затем изохорно охладили, так что его давление уменьшилось в n=2 раза. Определите изменение энтропии газа в ходе указанных процессов.

Вариант 9

1. При адиабатическом расширении кислорода (n=2моль), находящегося при нормальных условиях, его объем увеличился в n=3 раза. Определите: 1) изменение внутренней энергии газа; 2) работу расширения газа.

2.Найти изменение энтропии DS при изобарическом расширении азота массой m=4г от объема V1=5л до объема V2=9л.

Вариант 10

Вариант 11

1.До какой температуры охладится воздух, находящийся при температуре 00С, если он расширяется адиабатически от объема V1 до объема V2?

2. Идеальный газ (n=2моль) сначала изобарно нагрели, так что объем газа увеличился в n1=2 раза, а затем изохорно охладили, так что его давление уменьшилось в n=2 раза. Определите изменение энтропии газа в ходе указанных процессов.

Вариант 12

1. Идеальный газ (с g=1.40), находившийся первоначально при температуре t1=00C, подвергся сжатию, в результате чего объем газа уменьшается в 10 раз. Считая процесс сжатия адиабатическим, определить, до какой температуры t2 нагревался газ вследствие сжатия.

2. Найти суммарное изменение энтропии при погружении 0.1кг нагретого до 3000С железа в воду при температуре 150С. Температуру воды считать постоянной, теплоемкость железа с=473Дж/кг∙град.

Вариант 13

19. В сосуде под поршнем находится газ при нормальных условиях. Расстояние между дном сосуда и дном поршня 25см. когда на поршень положили груз массой 20кг, поршень опустился на 13.4см. Считая сжатие адиабатическим, найти для данного газа Cp/Cv. Площадь поперечного сечения поршня равна 10см2; массой поршня пренебречь.

20. Найти изменении энтропии при превращении 10г льда при -200С в пар при 2000С.

Вариант 14

1. Воздух в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания сжимается адиабатически и его давление при этом изменяется от P1=0.1МПа до P2=3.5МПа. Начальная температура воздуха 400С. Найти температуру воздуха в конце сжатия.

2. Смешали воду массой m1=5кг при температуре T1=280К с водой массой m1=8кг при температуре T2=350К. Найти: 1) температуру смеси T3; 2) изменение энтропии DS, происходящее при смешивании.

Вариант 15

9. при адиабатическом расширении кислорода (n=2моль), находящегося при нормальных условиях, его объем увеличился в n=3 раза. Определите: 1) изменение внутренней энергии газа; 2) работу расширения газа.

10. Кислород массой m=2кг увеличил свой объем в n=5 раз один раз изотермически, другой – адиабатически. Найти изменения энтропии в каждом из указанных процессов.

Вариант 16

10. Двухатомный идеальный газ занимает объем V1=1л и находится под давлением p1=0.1МПа. После адиабатного сжатия газ характеризуется объемом V2 и давлением p2. В результате последующего изохорного процесса газ охлаждается до первоначальной температуры, а его давление p3=0.2МПа. Определите: 1) объем V2; 2) давление p2. начертите графики этих процессов.

11. При нагревании двухатомного идеального газа (n=2моль) его термодинамическая температура увеличилась в n=2раза. Определите изменение энтропии, если нагревание происходит изохорно.

Вариант 17

2. Азот массой г адиабатически расширили в раза, а затем изобарно сжали до первоначального объема. Определить изменение энтропии газа в ходе указанных процессов.

Вариант 18

1. Двухатомный газ, находящийся при температуре 270С и давлении 2МПа, сжимается адиабатически от объема V1 до объема V2=0.5V1. Найти температуру и давление газа после сжатия.

Вариант 19

1. Газ расширяется адиабатически, и при этом объем его увеличивается вдвое, а температура (абсолютная) падает в 1.32 раза. Какое число степеней свободы имеют молекулы этого газа?

Вариант 20

1. Двухатомный идеальный газ занимает объем V1=1л и находится под давлением p1=0.1МПа. После адиабатного сжатия газ характеризуется объемом V2 и давлением p2. В результате последующего изохорного процесса газ охлаждается до первоначальной температуры, а его давление p3=0.2МПа. Определите: 1) объем V2; 2) давление p2. начертите графики этих процессов.

Вариант 21

1. В сосуде под поршнем находится газ при нормальных условиях. Расстояние между дном сосуда и дном поршня 25см. когда на поршень положили груз массой 20кг, поршень опустился на 13.4см. Считая сжатие адиабатическим, найти для данного газа Cp/Cv. Площадь поперечного сечения поршня равна 10см2; массой поршня пренебречь.

2. Найти изменение энтропии DS при изобарическом расширении азота массой m=4г от объема V1=5л до объема V2=9л.

Вариант 22

9. До какой температуры охладится воздух, находящийся при температуре 00С, если он расширяется адиабатически от объема V1 до объема V2?

10. Найти суммарное изменение энтропии при погружении 0.1кг нагретого до 3000С железа в воду при температуре 150С. Температуру воды считать постоянной, теплоемкость железа с=473Дж/кг∙град.

Вариант 23

3. 7.5 л кислорода адиабатически сжимаются до объема 1л, причем в конце сжатия установилось давление 1.6МПа. Под каким давлением находился газ до сжатия?

4. Идеальный газ (n=2моль) сначала изобарно нагрели, так что объем газа увеличился в n1=2 раза, а затем изохорно охладили, так что его давление уменьшилось в n=2 раза. Определите изменение энтропии газа в ходе указанных процессов.

Вариант 24

Вариант 25

2. Кислород массой m=2кг увеличил свой объем в n=5 раз один раз изотермически, другой – адиабатически. Найти изменения энтропии в каждом из указанных процессов.

Вариант 26

9. Идеальный газ с g=1.40, находившийся первоначально при температуре t1=00C, подвергся сжатию, в результате чего объем газа уменьшается в 10 раз. Считая процесс сжатия адиабатическим, определить, до какой температуры t2 нагревался газ вследствие сжатия.

10. При нагревании двухатомного идеального газа (n=2моль) его термодинамическая температура увеличилась в n=2раза. Определите изменение энтропии, если нагревание происходит изохорно.

Вариант 27

1. Воздух в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания сжимается адиабатически и его давление при этом изменяется от P1=0.1МПа до P2=3.5Мпа. Начальная температура воздуха 400С. Найти температуру воздуха в конце сжатия.

2. Изменение энтропии на участке между двумя адиабатами в цикле Карно равно 1кДж/0С. Разность температур между двумя изотермами равно 1000К. Какое количество теплоты превращается в работу в этом цикле?

Вариант 28

2. Найти изменение энтропии DS при изобарическом расширении азота массой m=4г от объема V1=5л до объема V2=9л.

Вариант 29

Вариант 30

1. До какой температуры охладится воздух, находящийся при температуре 00С, если он расширяется адиабатически от объема V1 до объема V2?

IV. Приложения

1. Некоторые физические константы

Наименование	Обозна- чение	Числовое значение
Скорость света в вакууме		м∙с
Гравитационная постоянная		Н∙м∙кг
Постоянная Авогадро		моль
Молекулярная газовая постоянная		Дж∙моль∙К
Объем моля идеального газа при нормальных условиях		м∙моль
Ускорение свободного падения		м∙с
Постоянная Больцмана		Дж∙К

2. Множители и приставки для образования десятичных кратных и дольных единиц и их наименования

Приставка
Наименова- ние	Обозначение	Множитель
гига	Г
мега	М
кило	к
гекто	г
милли	м
микро	мк
нано	н
пико	п