10     КЛАСС

КОНТРОЛЬНАЯ  РАБОТА  НА  ТЕМУ  «ОСНОВЫ  ТЕРМОДИНАМИКИ»

ВАРИАНТ  1

1         Рассчитайте  внутреннюю  энергию  одноатомного  идеального  газа  в  количестве  3  моль  при  температуре  127 ⁰С.

2         В  цилиндре  под  поршнем  находится  газ, состояние  которого  меняется, как  показано  на  рис. Как  изменилась  температура  газа? Какую  работу  совершил  газ?

3         При  изотермическом  расширении  идеальный  газ  совершил  работу, равную  20 Дж. Какое  количество  теплоты  было  сообщено  газу?

4         Какова  масса  стальной  детали, нагретой  предварительно  до  500 ⁰С, если  при  опускании  ее  в  сосуд, содержащий  18,6 л  воды  при  13 ⁰С, последняя  нагрелась  до  35 ⁰С? Испарением  воды  пренебречь.

5         Поезд  массы  2000 т  при  торможении  с  ускорением  0,3 м/с²  остановился  спустя  50 с  после  начала  торможения. Какое  количество  теплоты  выделилось  при  торможении?

6         В  результате  циклического  процесса  газ  совершил  100 Дж  работы  и  передал  холодильнику  400 Дж  теплоты. Определите  КПД  цикла.

ВАРИАНТ  2

1         Какова  температура  одноатомного  идеального  газа, если  известно, что  внутренняя  энергия  2  моль  составляет  831 кДж?

2         Найдите  работу, которую  совершает  газ, переходя  из  состояния  1  в  состояние  3?

3         В  вертикальном  цилиндре  под  тяжелым  поршнем  находится  кислород  массой  2 кг. Для  повышения  температуры  кислорода  на  5 К  ему  было  сообщено  9160  Дж  теплоты. Найдите  удельную  теплоемкость  кислорода  при  постоянном  давлении, работу, совершаемую  им  при  расширении, и  увеличение  его  внутренней  энергии.

4         Какое  количество  керосина  необходимо  сжечь, чтобы  50 л  воды  нагреть  от  20 ⁰С  до  кипения? КПД  нагревателя  35%.

5         Найдите  количество  теплоты, которое  выделилось  при  абсолютно  неупругом  соударении  двух  шаров, двигавшихся  навстречу  друг  другу. Массы  первого  и  второго  шаров  равны  0,4 кг  и  0,3 кг  соответственно, их  скорости  3 м/с  и  12 м/с  соответственно.

6         Определите  КПД  идеальной  тепловой  машины, если  температура  нагревателя  в  1,6  раз  больше  температуры  холодильника.

ВАРИАНТ  3

1         Найдите  концентрацию  молекул  идеального  газа  в  сосуде  вместимостью  2 л  при  температуре  27 ⁰С, если  внутренняя  энергия  его  равна  300 Дж.

2         В  вертикально  расположенном  цилиндре  под  поршнем  находится  газ  объемом  2,0 л  при  температуре  299 К. Найдите  работу  расширения  газа  нагревании  его  на  100 К. Масса  поршня  10 кг, его  площадь  50 см², атмосферное  давление  нормальное.

3         В  теплоизолированном  цилиндре  с  поршнем  находится  азот  массы  0,2 кг  при температуре  20 ⁰С. Азот, расширяясь, совершает  4,47 кДж  работы. Найдите  изменение  внутренней  энергии  азота  и  его  температуру  после  расширения. Удельная  теплоемкость  азота  при  постоянном  объеме  равна  745 Дж/(кг×К).

4         Кусок  алюминия  массой  537 г, нагретый  до  200 ⁰С, погрузили  в  400 г  воды  при  16 ⁰С. При  этом  часть  воды  испарилась, а  оставшаяся  вода  приобрела  температуру  50 ⁰С. Определите  количество  испарившейся  воды.

5         Пуля  массы  m, летящая  со  скоростью  v₁, попадает  в  деревянный  куб  массы  М, лежащий  на  гладком  столе, и  пробивает  его. Найдите  энергию  W, превратившуюся  в  тепло, если пуля прошла  через  центр  куба  и  скорость  ее  после  вылета  стала  равной  v₂.

6         Идеальная  тепловая  машина  имеет  температуру  нагревателя  в  1,5  раза  выше, чем  температура  холодильника. Машине  сообщили  15 кДж  теплоты. Какую  работу  совершила  машина?

ВАРИАНТ  4

1         Какова  внутренняя  энергия  идеального  газа, находящегося  в  закрытом  сосуде  объемом  1,5 л  при  комнатной  температуре, если  концентрация  молекул  равна  2×10¹⁹ см^-3?

2         В  цилиндре  под  поршнем  площадью  1,0 дм²  находится  1  моль  воздуха. К  поршню  через  блок  привешен  груз  массой  55 кг. Цилиндр  охлаждают  на  100 К. На  какую  высоту  поднимется  груз? Масса  поршня  5,0 кг. Атмосферное  давление  нормальное.

3         Температура  газа, имеющего  массу  m  и  молярную  массу  m, повышают  на  величину  DТ  один  раз  при  постоянном  давлении  р, а  другой  раз  при  постоянном  объеме  V. Насколько  отличаются  сообщенные  газу  количества  теплоты  Q_p, Q_V  и  удельные  теплоемкости  с_р, c_V  при  постоянном  давлении  и  постоянном  объеме?

4         В  калориметр, содержащий  0,25 кг  воды  при температуре  25 ⁰С, впускают  10 г  водяного  пара  при температуре  100 ⁰С. Какая  температура  установится  в  калориметре, если  его  теплоемкость  равна  1000 Дж/К?

5         Брусок  массы  m  равномерно  поднимают  за  привязанную  к  нему  веревку  на  высоту  h  по  доске, которая  образует с  горизонтом  угол  a. Веревка  параллельна  доске. Коэффициент  трения  бруска  о  доску  равен  k. Найдите  энергию, которая  идет  на  нагревание  доски  и  бруска.

6         В  тепловом  двигателе  температура  холодильника  27 ⁰С, температура  нагревателя        327 ⁰С. На  сколько  процентов  увеличится  максимально  возможный  КПД  этого  двигателя, если  температура  холодильника  понизится  на  5%?