Физика методические пособие и контрольные задания для

Теплоемкость идеального газа
180. Вычислить удельные теплоемкости с_V и с_р газов: 1) гелия; 2) водорода; 3) углекислого газа.
181. Определите удельные теплоемкости c_V и c_p смеси углекислого газа массой m₁3 г и азота массой m₁4 г.
182. Разность удельных теплоемкостей с_р–с_V некоторого двухатомного газа равна 260 Дж(кгК). Найти молярную массу М газа и его удельные теплоемкости с_V и с_р.
183. Каковы удельные теплоемкости с_V и с_р смеси газов, содержащей кислород массой m₁10 г и азот массой m₂20 г?
184. Определить удельную теплоемкость с_V смеси газов, содержащей V₁5 л водорода и V₂3 л гелия. Газы находятся при одинаковых условиях.
185. Определить удельную теплоемкость с_р смеси кислорода и азота, если количество вещества ₁ первого компонента равно 2 моль, а количество вещества ₂ второго равно 4 моль.
186. В баллоне находятся аргон и азот. Определить удельную теплоемкость с_V смеси этих газов, если массовые доли аргона (w₁) и азота (w₂) одинаковы и равны w0,5.
187. Смесь газов состоит из хлора и криптона, взятых при одинаковых условиях и в равных объемах. Определить удельную теплоемкость с_р смеси.
188. Найти показатель адиабаты  для смеси газов, содержащей гелий массой m₁10 г и водород массой m₂4 г.
189. Определите показатель адиабаты  для смеси газов, содержащей гелий массой m₁8 г и водород массой m₁2 г.
190. Смесь газов состоит из аргона и азота, взятых при одинаковых условиях и в одинаковых объемах. Определить показатель адиабаты  такой смеси.
Первое начало термодинамики
191. Азот массой m5 кг, нагретый на Т150 К, сохранил неизменным объем V. Найти: 1) количество теплоты Q, сообщенное газу; 2) изменение U внутренней энергии; 3) совершенную газом работу А.
192. Определите количество теплоты, сообщенное газу, если в процессе изохорного нагревания кислорода объемом V20 л его давление изменилось на p100 кПа.
193. При изохорическом нагревании кислорода объемом V50 л давление газа изменилось на р0,5 МПа. Найти количество теплоты Q, сообщенное газу.
194. Баллон объемом V20 л содержит водород при температуре Т300 К под давлением р0,4 МПа. Каковы будут температура Т₁ и давление р₁, если газу сообщить количество теплоты Q6 кДж?
195. Кислород при неизменном давлении р80 кПа нагревается. Его объем увеличивается от V₁1 м³ до V₂3 м³. Определить: 1) изменение U внутренней энергии кислорода; 2) работу А, совершенную им при расширении; 3) количество теплоты Q, сообщенное газу.
196. Азот нагревался при постоянном давлении, причем ему было сообщено количество теплоты Q21 кДж. Определить работу A, которую совершил при этом газ, и изменение U его внутренней энергии.
197. Кислород массой m2 кг занимает объем V₁1 м³ и находится под давлением р₁0,2 МПа. Газ был нагрет сначала при постоянном давлении до объема V₂3 м³, а затем при постоянном объеме до давления р₂0,5 МПа. Найти: 1) изменение U внутренней энергии газа; 2) совершенную им работу А; 3) количество теплоты Q, переданное газу.
198. Гелий массой m1 г был нагрет на Т100 К при постоянном давлении р. Определить: 1) количество теплоты Q, переданное газу; 2) работу А расширения; 3) приращение U внутренней энергии газа.
199. Водород массой m4 г был нагрет на Т10 К при постоянном давлении. Определить работу A расширения газа.
200. Газ, занимавший объем V12 л под давлением р100 кПа, был изобарически нагрет от Т₁300 К до Т₂400 К. Определить работу А расширения газа.
201. Какая доля w₁ количества теплоты Q₁, подводимого к идеальному газу при изобарическом процессе, расходуется на увеличение U внутренней энергии газа и какая доля w₂ – на работу A расширения? Рассмотреть три случая, если газ: 1) одноатомный; 2) двухатомный; 3) многоатомный.
202. Водяной пар расширяется при постоянном давлении. Определить работу A расширения, если пару передано количество теплоты Q4 кДж.
203. На нагревание кислорода массой m160 г на Т12 К было затрачено количество теплоты Q1,76 кДж. Как протекал процесс: при постоянном объеме или постоянном давлении?
204. Какая работа A совершается при изотермическом расширении водорода массой m5 г, взятого при температуре Т290 К, если объем газа увеличивается в три раза?
205. Азот массой m200 г расширяется изотермически при температуре Т280 К, причем объем газа увеличивается в два раза. Найти: 1) изменение U внутренней энергии газа; 2) совершенную им работу А; 3) количество теплоты Q, сообщенное газу.
Круговые процессы. Термический КПД. Цикл Карно
206. В результате кругового процесса газ совершил работу A1 Дж и передал охладителю количество теплоты Q₂4,2 Дж. Определить термический КПД  цикла.
207. Совершая замкнутый процесс, газ получил от нагревателя количество теплоты Q₁4 кДж. Определить работу A газа при протекании цикла, если его термический КПД 0,1.

208. Идеальный двухатомный газ, содержащий количество вещества 1 кмоль, совершает замкнутый цикл, график которого изображен на рис. 2. Определить: 1) количество теплоты Q₁, полученное от нагревателя; 2) количество теплоты Q₂, переданное охладителю; 3) работу A, совершаемую газом за цикл; 4) термический КПД  цикла.
209. Идеальный газ, совершающий цикл Карно, 23 количества теплоты Q₁, полученного от нагревателя, отдает охладителю. Температура Т₂ охладителя равна 280 К. Определить температуру Т₁ нагревателя.
210. Идеальный газ совершает цикл Карно. Температура Т₂ охладителя равна 290 К. Во сколько раз увеличится КПД цикла, если температура нагревателя повысится от T₁400 К до T₁600 К?
211. Идеальный газ совершает цикл Карно. Температура T₁ нагревателя в три раза выше температуры T₂ охладителя. Нагреватель передал газу количество теплоты Q₁42 кДж. Какую работу A совершил газ?
212. Смешали воду массой m₁5 кг при температуре T₁280 К с водой массой m₂8 кг при температуре T₂350 К. Найти: 1) температуру  смеси; 2) изменение S энтропии, происходящее при смешивании.
213. В результате изохорического нагревания водорода массой m1 г давление p газа увеличилось в два раза. Определить изменение S энтропии газа.
214. Найти изменение S энтропии при изобарическом расширении азота массой m4 г от объема V₁5 л до объема V₂9 л.
215. Кусок льда массой m200 г, взятый при температуре t₁–10С, был нагрет до температуры t₂0С и расплавлен, после чего образовавшаяся вода была нагрета до температуры t10С. Определить изменение S энтропии в ходе указанных процессов.
216. Лед массой m₁2 кг при температуре t₁0С был превращен в воду той же температуры с помощью пара, имеющего температуру t₂100С. Определить массу m₂ израсходованного пара. Каково изменение S энтропии системы лед–пар?
217. Кислород массой m2 кг увеличил свой объем в n5 раз один раз изотермически, другой – адиабатически. Найти изменение энтропии в каждом из указанных процессов.