Задачи высокого уровня по молекулярной физике и термодинамике  Р  2  3

Рассчитайте КПД тепловой машины, использующей  2Р0  в качестве рабочего тела идеальный одноатомный  Р0  1  4  газ и работающий по циклу, изображенному на  рисунке.  (Ответ: 0,17)  0  V0  2V0  3V0  V

Теплоизолированный сосуд вместимостью 1м3 разделен перегородкой на две равные части. В одной из частей находится гелий массой 0,3 кг (молярная масса 0,004кг/моль), а в другой 0,6 кг аргона (молярная масса 0,040кг/моль). Средняя квадратичная скорость молекул обоих газов составляет 300 и 400 м/с. Рассчитайте парциальное давление аргона в сосуде после удаления перегородки.(Ответ: 6,8 кПа)

В тепловом процессе, изображенном на рисунке, 1 моль  V  идеального одноатомного газа переходит из начального  1  2  состояния 1в конечное состояние4 (через состояния 2 и  3). Рассчитайте общее количество теплоты в этом  3  4  тепловом процессе. Разность конечной и начальной  температур составляет 100К. (Ответ: 415,5 Дж)  0  Т

В цилиндре тепловой машины находится 1 моль идеального газа. Определите КПД тепловой машины, если изменение состояния  Р  газа в цилиндре определяется по циклу,  2Р0  В  С  показанному  на рисунке. (Ответ:67%)

  Р0  А  Д

  0

  V0  2V0  V


Теплоизолированный сосуд вместимостью 1л разделен пористой перегородкой на 2 равные части. Атомы гелия могут свободно проникать через стенки перегородки, а атомы аргона нет. В начальный момент времени в одной части сосуда находятся 2 моль гелия (молярная масса 0,004 кг/моль), а в другой 1 моль аргона (молярная масса 0,040 кг/моль). Температура гелия 300К, температура аргона 600К. Определите среднеквадратичную скорость атомов аргона после установления равновесия в системе.(Ответ:500м/с)
Под тяжелый тонкий поршень, скользящий без трения внутри откачанного цилиндра, вводится смесь водорода (молярная масса0,002 кг/моль) и гелия (молярная масса 0,004 кг/моль), при этом поршень располагается посередине цилиндра. Через некоторое время поршень смещается вниз, так как его материал оказывается проницаемым только для гелия. Положение равновесия поршня оказалось на 1/3 высоты цилиндра. Определите массу гелия, если водорода в смеси 2 г. (Ответ 2 г)

  Р

Идеальный одноатомный газ сжимается сначала  3  2  адиабатно, а затем изобарно. Конечная температура  газа равна начальной температуре. При адиабатном  сжатии газа внешние силы совершили работу,  1  равную 3 кДж. Какова работа внешних сил за весь  процесс 1-2-3?  (Ответ:5кДж)  0  V
Сколько ходов должен сделать компрессор. Чтобы увеличить давление в сосуде от атмосферного 105Па до 3*105 Па, если вместимость рабочего резервуара компрессора в 10 раз меньше вместимости сосуда? Забор воздуха производится из атмосферы. Изменением температуры пренебречь.  (Ответ:20)

При исследовании газа ученик соединил сосуд (1) вместимостью 150мл с манометром (2) тонкой трубкой и опустил в горячую воду. Определите температуру горячей воды. Начальная температура газа 200С, начальное показание манометра равно 0 мм. рт. ст. Шкала манометра и нижняя шкала барометра проградуированы в мм. рт. ст. Верхняя шкала барометра проградуирована в кПа. Вместимость измерительного механизма манометра и соединительной трубки значительно меньше 150мл.  (Ответ:309К)
Некоторое количество воздуха нагревается при постоянном давлении от температуры 15 до 650, поглощая при этом 5Дж. Нагревание воздуха при постоянном объеме при тех же начальной и конечной температурах требует затрат 3,5 кДж. Каков объем воздуха при температуре 150ЧС и давлении 2*105 Па? Ответ выразите в см3.  (Ответ: 4320см3)