Все задачи

В термокружку налили горячий чай.

1. Как правило, если в горячий чай поместить ложку комнатной температуры, он остынет быстрее. Объясните этот факт.

2. Может ли чай остыть быстрее, если в него поместить ложку температуры чая?

Ответ в каждом случае поясните, основываясь на известных физических явлениях и законах.

В цилиндре под поршнем находится некоторое количество газа, занимающего при температуре и давлении Н/м² объем м³. Какую работу пришлось совершить, сжимая газ при постоянном давлении, если его температура при этом понизилась до Трение между стенками цилиндра и поршнем отсутствует.

Масса идеального газа, находящегося при температуре охлаждается изохорно так, что давление падает в раз. Затем газ расширяется при постоянном давлении. В конечном состоянии его температура равна первоначальной. Молярная масса газа Определить совершаемую газом работу.

Чайник с кипятка теплоемкостью остывает до некоторой температуры в раз быстрее, чем чайник с кипятка. Найти теплоемкость чайника, считая скорость теплообмена чайника с окружающей средой постоянной.

Мокрый снег (смесь воды и льда при температуре кристаллизации воды) превратили в пар на горелке мощностью 1 кВт за 1000 секунд. В снегу содержалось льда. Сколько воды содержалось в мокром снегу, если КПД горелки равен 85%?

Алюминиевый чайник, долгое время стоящий на плите с двумя литрами воды, вскипятили на газовой плите. Вылив кипяток, сразу набрали столько же воды комнатной температуры и снова довели ее до кипения на той же конфорке. Оказалось, что во второй раз вода закипела на 20% быстрее. Найдите массу чайника.

Два сосуда, содержащих одинаковое число молекул гелия, соединены краном. В первом сосуде средняя квадратичная скорость молекул м/с, а во втором м/с. Какой будет эта скорость, если открыть кран, соединяющий сосуды?

Какое количество теплоты поглощается в процессе кипения и обращения в пар воды, происходящем при и атмосферном давлении

Ответ: кДж

Рабочее тело тепловой машины за цикл получает от нагревателя количество теплоты, равное 64 Дж, и совершает работу, равную 16 Дж. Чему равен КПД тепловой машины?

Ответ: %

Медную кастрюлю наполнили на 2/3 водой, закрыли лёгкой крышкой и спустя несколько часов поставили на огонь. Воду в кастрюле довели до кипения и кипятили в течение некоторого времени. Атмосферное давление составляло 760 мм рт. ст.

Выберите все верные утверждения, описывающие характеристики воды, водяного пара и кастрюли.

1. Относительная влажность воздуха под крышкой в процессе нагревания воды оставалась постоянной.

2. В ходе кипения воды средняя потенциальная энергия взаимодействия молекул воды, переходящих из жидкости в пар, увеличивается.

3. Давление водяных паров под крышкой в ходе процесса нагревания воды уве­ли­чи­ва­лось.

4. Температура медного дна кастрюли с водой при кипении была немного меньше 100 °С.

5. Плотность насыщенных водяных паров над поверхностью воды при нагревании до кипения оставалась постоянной.

Ответ:

Газ получил количество теплоты, равное 300 Дж, при этом внутренняя энергия газа уменьшилась на 100 Дж. Масса газа не менялась. Какую работу совершил газ в этом процессе?

Ответ:

Василий живет на первом этаже. За один прием душа он тратит горячей воды и некоторое количество холодной. Температура горячей воды, текущей из крана, равна а температура холодной равна Однажды Василий решил принять душ у соседа, живущего на 5 этаже. Оказалось, что у того температура горячей воды составляет где — известный безразмерный коэффициент. Сколько горячей воды потратит Василий на приём душа на 5 этаже? Температура холодной воды одинакова везде.

Теплоизолированный котел объемом разбит вертикальной перегородкой на две равные части, причем в одной половине пустота да и только, а в другой — один моль одноатомного идеального газа под давлением Перегородку вытягивают из котла вертикально. Определите:

1. Какую работу при расширении совершил газ?

2. Чему равно изменение его внутренней энергии?

3. Чему равно установившееся в котле давление?

Идеальный газ, имеющий давление и занимающий объем в некотором линейном процессе в координатах совершает положительную работу и выделяет положительное количество теплоты, уменьшая свою температуру с до

На графике зависимости давления газа от объема изобразите изотермы, соответствующие температурам и Заштрихуйте область, лежащие в которой процессы удовлетворяют указанным условиям. Поясните выбор границ области, опираясь на физические законы.

Чайник с водой общей теплоемкостью долгое время стоял на балконе при температуре воздуха Дмитрий К. захотел выпить чаю и не мешкая поставил чайник на газовую плиту на кухне. Забыв об этом, Дмитрий ушел на пробежку. Закипевший через мин чайник оповестил соседей свистком, и Александр Б., недовольно ворча, сразу же выключил плиту.

Вернувшись с пробежки (чайник еще не успел совсем остыть), Дмитрий снова решил попить чаю и зажег под чайником ту же конфорку через мин после первого закипания. Чайник закипел через мин. Найдите скорость теплообмена чайника с окружающей средой, считая ее модуль величиной постоянной. Температура воздуха на кухне составляет

Один моль одноатомного идеального газа совершает процесс 1-2-3, график которого показан на рисунке в координатах Известно, что давление газа в процессе 1-2 увеличилось в 2 раза. Какое количество теплоты было сообщено газу в процессе 1-2-3, если его температура в состоянии 1 равна 300 К, а в состоянии 3 равна 900 К?

В сосуде лежит кусок льда. Температура льда Если сообщить ему количество теплоты то весь лёд растает, и образовавшаяся вода нагреется до температуры Какая доля льда растает, если сообщить ему количество теплоты Тепловыми потерями на нагрев сосуда пренебречь.

В вакууме закреплен горизонтальный цилиндр (см. рисунок). В цилиндре находится гелий, запертый поршнем. Поршень массой 90 г удерживается упорами и может скользить влево вдоль стенок цилиндра без трения. В поршень попадает пуля массой 10 г, летящая горизонтально со скоростью 400 м/с, и застревает в нем. Температура гелия в момент остановки поршня в крайнем левом положении возрастает на 64 К. Чему равно количество вещества гелия в цилиндре? Считать, что за время движения поршня газ не успевает обменяться теплом с цилиндром и поршнем.

В горизонтальном цилиндрическом сосуде, закрытом поршнем, находится одноатомный идеальный газ. Первоначальное давление газа Расстояние от дна сосуда до поршня равно Площадь поперечного сечения поршня В результате медленного нагревания газ получил количество теплоты а поршень сдвинулся на расстояние При движении поршня на него со стороны стенок сосуда действует сила трения величиной Найдите Считать, что сосуд находится в вакууме.

Один моль идеального одноатомного газа переходит из состояния 1 в состояние 2 (см. диаграмму). — внутренняя энергия газа, — объем газа.

Выберите все утверждения из приведенного списка, верно характеризующие процесс 1-2.

1. Температура газа увеличивается.

2. Давление газа выросло в 4 раза.

3. Газ получил положительное количество теплоты в процессе 1-2.

4. Среднеквадратичная скорость движения молекул газа уменьшилась в 4 раза.

5. Концентрация частиц не изменилась.

Ответ:

Тепловая машина работает по замкнутому циклу. Температура холодильника составляет а нагревателя За цикл машина получает от нагревателя количество теплоты и отдает холодильнику теплоты. Чему равен КПД тепловой машины?

Ответ:

Тепловая машина работала по циклу Карно. Машину изменили, заменив адиабатическое расширение на изохорное остывание. Температуру холодильника и нагревателя оставили прежней. Как в результате этого изменился КПД цикла и совершаемая за цикл работа?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1. увеличивается
2. уменьшается
3. не изменяется

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

По результатам нагревания вещества массой построен график зависимости температуры этого вещества от подводимого количества теплоты Первоначально вещество находилось в твёрдом состоянии.

Какова была масса вещества в твердом состоянии в тот момент, когда веществу сообщили энергии? Потерями энергии можно пренебречь.

Сосуд разделён на две равные по объёму части пористой неподвижной перегородкой. В начальный момент времени в левой части сосуда содержится 4 моль гелия, в правой — 20 г неона. Перегородка может пропускать молекулы гелия и является непроницаемой для молекул неона. Температура газов одинаковая и остаётся постоянной.

Выберите все верные утверждения, описывающие состояние газов после установления равновесия в системе.

1. Концентрация гелия в правой части сосуда в 2 раза больше, чем неона.

2. Отношение давления газа в левой части сосуда к давлению газов в правой части сосуда равно 1,5.

3. В правой части сосуда общее число молекул газов меньше, чем в левой части.

4. Внутренняя энергия гелия и неона в сосуде одинакова.

5. В результате установления равновесия давление в правой части сосуда увеличилось в 3 раза.

Ответ:

Идеальная тепловая машина с КПД за цикл совершает работу Какое количество теплоты отдается холодильнику за цикл?

Ответ: Дж

Аргон в количестве изобарно сжимают, совершая работу При этом температура аргона уменьшается в 4 раза: Затем газ адиабатически расширяется, при этом его температура изменяется до значения Найдите работу газа при адиабатном расширении. Количество вещества в процессах остаётся неизменным.

В тепловом двигателе 2 моль гелия совершают цикл 1-2-3-4-1, показанный на графике в координатах , где — давление газа, — абсолютная температура. Температуры в точках 2 и 4 равны и превышают температуру в точке 1 в 2 раза. Определите КПД цикла.

моль одноатомного идеального газа участвуют в циклическом процессе 1-2-3-1, состоящем из изохоры 1-2, изобары 3-1 и процесса 2-3 с линейной зависимостью давления от объема (см. рисунок), где и Найдите КПД цикла.

В калориметр налито воды при температуре К воде добавляют лëд при температуре После установления теплового равновесия в калориметре остается только вода при температуре Найдите массу добавленного льда.

На рисунке изображена зависимость давления идеального одноатомного газа от занимаемого им объема Определите температуру во второй точке, если количество теплоты, полученное газом от нагревателя за цикл, равняется Количество вещества газа равно 4 моль.

Какую работу надо совершить для сжатия некоторого количества идеального одноатомного газа в раза, если внутренняя энергия газа меняется при этом так, как показано на рисунке? Участок — отрезок параболы с вершиной в начале координат. Исходное значение внутренней энергии газа равно .

Идеальный одноатомный газ совершает в тепловом двигателе цикл , в котором давление газа изменяется с изменением его плотности так, как показано на рисунке, причем график процесса представляет собой участок гиперболы, описываемой уравнением Определите КПД цикла Ответ приведите в процентах, округлив до одного знака после запятой.

Давление и объем гелия циклически изменяют в соответствии с -диаграммой, показанной на рисунке. Известно, что внутренняя энергия гелия в состоянии 2 в раза больше, чем внутренняя энергия гелия в состоянии 1. Определите отношение количества теплоты, отданного гелием на участке к работе гелия на участке

Над идеальным газом проводится циклический процесс, состоящий из двух изохор , и двух адиабат (см. рисунок). Известно, что работа, совершаемая газом за цикл, в раза больше, чем количество теплоты, отдаваемое газом за цикл холодильнику. Найдите коэффициент полезного действия цикла .

Над идеальным газом проводится циклический процесс, состоящий из двух изобар и двух адиабат Известно, что изменение температуры газа при изобарном расширении на участке в раза больше, чем модуль изменения температуры при изобарном сжатии на участке Найдите коэффициент полезного действия цикла

Объем порции газообразного гелия увеличивается в раза, а его внутренняя энергия меняется так, как показано на рисунке, где участок — отрезок параболы с вершиной в начале координат. При этом газ совершает работу, равную Определите по этим данным конечное значение внутренней энергии газа .

В длинной закрытой трубке между двумя поршнями массой каждый находится 1 моль идеального газа, масса которого много меньше массы поршней. В остальном пространстве трубки — вакуум. В начальный момент правый поршень имеет скорость а левый — Найти максимальную температуру газа, если стенки трубки и поршни теплонепроницаемы. Температура газа в начальный момент равна Внутренняя энергия одного моля газа Трением пренебречь.

Куску льда массой 1 кг при температуре 273 К передали 42 кДж теплоты. Чему стала равна температура льда?

Ответ: К

С одноатомным идеальным газом проводят процесс, в котором внутренняя энергия газа пропорциональна квадрату объёма, который он занимает. Каково изменение внутренней энергии газа в таком процессе, если газу сообщили количество теплоты

В вертикальном цилиндрическом сосуде под легким подвижным поршнем находится некоторое количество одноатомного идеального газа. В положении равновесия поршень удерживается в сосуде атмосферным давлением. При этом расстояние от поршня до дна сосуда равно Поддерживая температуру газа постоянной, сверху на поршень медленно насыпают песок массой Найдите количество теплоты которое необходимо сообщить газу, чтобы вернуть поршень в первоначальное положение. Трение поршня о стенки сосуда считайте пренебрежимо малым, ускорение свободного примите равным