КР-3. Термодинамика. 11 класс. Вариант №1. I

КР-3. Термодинамика.
11 класс.
Вариант №1.
1. Чему равна внутренняя энергия 5 моль одноатомного газа при температуре
I
27 °С?
2. При адиабатном расширении газ совершил работу 2 МДж. Чему равно
изменение внутренней энергии газа? Увеличилась она или уменьшилась?
3. Для изобарного нагревания 800 моль газа на 500 К газу сообщили количество
теплоты 9,4 МДж. Определите работу газа и изменение его внутренней энергии.
4. Газ в идеальном тепловом двигателе отдает холодильнику 60% теплоты,
II
полученной от нагревателя. Какова температура нагревателя, если температура
холодильника 200 К?
5. Какое количество теплоты необходимо сообщить одному молю идеального
одноатомного газа, находящемуся в закрытом баллоне при температуре 27 °С,
чтобы повысить его давление в 3 раза?
6. 1л воздуха в замкнутом сосуде медленно нагревается от 0°С до 100°С.
Изменилась ли внутренняя энергия воздуха и на сколько? Удельная
теплоёмкость воздуха при постоянном объёме 0,7·103 Дж/(кг·°С).
III
7. Для нагревания 2,5 кг идеального газа на 8 °С при постоянном давлении
потребовалось на 83,1 кДж большее количество теплоты, чем на нагревание
того же газа на 8 °С при постоянном объеме. Определите молярную массу газа.
8. В идеальной тепловой машине, КПД которой 30%, газ получил от нагревателя
10 кДж теплоты. Какова температура нагревателя, если температура
холодильника 20°С? Сколько джоулей теплоты машина отдала холодильнику?
9. Цилиндрический сосуд заполнен газом при температуре 27 °С и давлении 100
кПа и разделен пополам подвижной перегородкой. Каково будет давление, если
газ в одной половине нагреть до температуры 57 °С, а во второй половине
температуру газа оставить без изменения?
КР-3. Термодинамика.
11 класс.
Вариант №2.
1. Расширяясь при постоянном давлении, газ совершил работу 20 кДж. Чему
I
равно давление в газе, если объём газа при расширении увеличился на
0,2 м3?
2. Чему равно изменение внутренней энергии в замкнутой системе, если газ,
расширяясь совершил работу 6 кДж? Количество теплоты, переданное
при этом системе равно 5 кДж.
3. Как изменится внутренняя энергия 400 г гелия при увеличении
температуры на 20 °С?
II
III
4. Аргон и неон изобарно нагревают на 5 К. Одинаковую ли работу совершают
газы в этом случае? Ответ обоснуйте. (Массы газов считать равными.)
5. Какое количество пара при 100°С должно превратиться в воду и затем
охладиться до 90 С, чтобы при этом выделилась энергия 2,3·107 Дж? Удельная
теплота парообразования воды 2,26·106 Дж/кг, удельная теплоёмкость воды
4,19·103 Дж/(кг·К).
6. КПД идеального теплового двигателя 45%. Какова температура нагревателя,
если температура холодильника 2 С?
7. Кусок алюминия массой 500 г нагревают в тигле на примусе. До какой
температуры нагревается алюминий, если в примусе сгорает 50 г керосина в
минуту? Температура воздуха 18°С, КПД всей установки 40%. Потерями энергии
при нагревании тигля можно пренебречь. Удельная теплота сгорания керосина
4,6·107 Дж/кг, удельная теплоёмкость алюминия 0,88·103 Дж/(кг·К), температура
плавления алюминия 658 0С, удельная теплота плавления алюминия 3,8·105
Дж/кг, температура кипения алюминия 2330 0С.
8. Газ находится в сосуде под давлением 2,5·104 Па. При сообщении газу 6·104
Дж теплоты он изобарно расширился и объём его увеличился на 2 м3. На сколько
изменилась внутренняя энергия газа? Как изменилась температура газа?
9. КПД идеальной паровой турбины 60%, температура нагревателя 480°С.
Какова температура холодильника и какая часть теплоты, получаемая от
нагревателя, уходит в холодильник?
КР-3. Термодинамика.
11 класс.
Вариант №3.
1. Газ находится в закрытом сосуде. Чему равно изменение внутренней энергии
I
газа, если ему сообщили 4·107 Дж теплоты?
2. КПД идеального теплового двигателя 35 %. Газ получил от нагревателя
70 кДж теплоты. Какое количество теплоты отдано холодильнику?
3. Газ находится под давлением 4103 Па, объём его при этом изменился от 1 м3 до
4 м3. Чему равна совершённая работа?
II
III
4. В идеальной тепловой машине, КПД которой 30%, температура
холодильника 20°С. Какова температура нагревателя?
5. Какое количество теплоты требуется, чтобы 100 кг воды, взятой при 10°С,
нагреть до 100°С и обратить в пар? Удельная теплота парообразования
воды 2,26·106 Дж/кг, удельная теплоёмкость воды 4,19·103Дж/(кг·К).
6. В цилиндре объемом 0,7 м3 находится газ при температуре 280 К.
Определите работу газа при расширении в результате нагревания на 16 К,
если давление постоянно и равно 100 КПа.
7. В смесь из 5 кг льда и 4 кг воды, взятых при 0 0С, впускают 0,5 кг водяного
пара при 100°С. Какова температура смеси? Сколько льда растаяло? Удельная
теплоёмкость воды 4,19·103 Дж/(кг·К), удельная теплота плавления льда 3,3·105
Дж/кг, удельная теплота парообразования воды 22,6·105 Дж/кг.
8. Определите КПД тепловой машины и величину работы, совершённой за счёт
каждого килоджоуля энергии, получаемой от нагревателя, если температура
нагревателя 140°С, а холодильника 17°С.
9. Чему равно изменение внутренней энергии газа при постоянном объёме, если
ему при этом сообщено 4·107 Дж теплоты?
КР-3. Термодинамика.
11 класс.
Вариант №4.
1. Газ, расширяясь изобарно при давлении 2·105 Па, совершает работу 0,2 кДж.
I
Определите первоначальный объём газа, если его конечный объём оказался
равным 2,5·10-3 м3.
2. КПД тепловой машины 40%. Машина получила от нагревателя 4·104 Дж
энергии. Как велика работа, произведённая машиной?
3. При сообщении газу количества теплоты 6 МДж он расширился и совершил
работу 2 МДж. Найдите изменение внутренней энергии газа. Увеличилась она
или уменьшилась?
II
III
4. В сосуд, содержащий 1,5 кг воды при 15 0С, впустили 200 г водяного пара при
100°С. Какая общая температура установилась после конденсации пара?
Удельная теплоёмкость воды 4,19·103 Дж/(кг·К), удельная теплота
парообразования 2,3·106 Дж/кг.
5. Температура нагревателя тепловой машины 150°С, а холодильника 25°С.
Машина получила от нагревателя 4·104 Дж энергии. Как велика работа,
произведённая машиной?
6. Воздух находится под давлением 1,2·106 Па и при изобарическом расширении
совершает работу 6·104 Дж. Определите конечный объём воздуха, если его
начальный объём был равен 0,1 м3?
7. В идеальном тепловом двигателе абсолютная температура нагревателя в 3 раза
выше, чем температура холодильника. Нагреватель передал газу количество
теплоты 40 кДж. Какую работу совершил газ?
8. В вертикально расположенном цилиндре с гладкими стенками и
площадью основания 1 дм2 под поршнем массой 10 кг находится воздух. При
нагревании воздуха поршень поднялся на h=20 см. Какую работу совершил
воздух, если наружное давление атмосферы Ро=100 кПа.
9. Почва покрыта снегом при 0 0С. Толщина снежного покрова 10 см. В
результате выпавшего дождя температурой 10°С весь снег растаял. Плотность
снега 0,2 г/см3. Определите толщину слоя выпавших осадков. Удельная
теплоёмкость воды 4,19·103 Дж/(кг·°С), удельная теплота таяния льда 3,3·105
Дж/кг.
КР-3. Термодинамика.
11 класс.
Вариант №5.
1. Какую работу совершают внешние силы при сжатии газа от 0,3 м3до 0,1
I
м3, если давление при этом остаётся неизменным и равным 100 кПа?
2. Относительная влажность воздуха в комнате 43%, а температура 292 К.
Какую температуру показывает влажный термометр?
3. Какая энергия выделилась бы при охлаждении Мирового океана
(m=1021кг) на 10С?
II
III
4. Температуры нагревателя и холодильника идеальной тепловой машины
соответственно равны 117 °С и 27 °С. Количество теплоты, получаемое от
нагревателя за 1с, равно 60 кДж. Вычислите КПД машины, количество теплоты,
отдаваемое холодильнику в 1 с, и мощность машины.
5. Чему равна внутренняя энергия всех молекул одноатомного идеального газа,
имеющего объем 10 м3, при давлении 5 • 105 Па?
6. Азот имеет объем 2,5 л при давлении 100 кПа. Рассчитайте, на сколько
изменилась внутренняя энергия газа, если при уменьшении его объема в 10 раз
давление повысилось в 20 раз.
7. Определить изменение внутренней энергии 1 кг газа, охлаждающегося
при V=const, если его начальная температура равна 423 К, а давление в
результате охлаждения уменьшилось от 8,08 Па до 2,02 Па.
(Сv=700 Дж/кг·К)
8. В идеальном тепловом двигателе абсолютная температура нагревателя в 3
раза выше, чем температура холодильника. Нагреватель передал газу
40 кДж теплоты. Какую работу он совершил?
9. Для определения удельной теплоты плавления олова в калориметр,
содержащий 330 г воды при 7°С, влили 350 г расплавленного олова при
температуре затвердевания, после чего в калориметре, теплоёмкость
которого 100 Дж/К, установилась температура 32 °С. Определите
значение удельной теплоты плавления олова по данным опыта. Удельная
теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг·К), удельная теплоёмкость олова 0,23·103
Дж/(кг·К), температура плавления олова 232°С.
КР-3. Термодинамика.
11 класс.
Вариант №6.
1. Парциальное давление водяного пара в воздухе при 190С было равно 1,1
I
кПа. Найти относительную влажность воздуха.
2. Определите КПД идеальной тепловой машины, имеющей температуру
нагревателя 480 °С, а температуру холодильника — 30 °С.
3. Вычислите изменение внутренней энергии водорода, находящегося в
закрытом сосуде, при его нагревании на 10 °С. Масса водорода 2 кг.
II
4. Воздух массой 200 г нагревают при постоянном давлении от 40 до 80 °С, в
результате чего его объем увеличивается на 0,01 м3. Насколько при этом
изменяется внутренняя энергия воздуха, если его давление равно
150 кПа? Удельная теплоемкость воздуха при постоянном давлении равна
1000 Дж/кг·°С), молярная масса воздуха 29 г/моль.
5. В идеальном тепловом двигателе абсолютная температура нагревателя в 3
раза выше, чем температура холодильника. Нагреватель передал газу
количество теплоты 40 кДж. Определите работу, совершенную газом.
6. Поезд массой 3000 т, идущий со скоростью 36 км/ч,
останавливается с помощью тормозов. Какое количество теплоты
выделяется при торможении?
III
7. Температура пара, поступающего в турбину, 227°С, а температура
холодильника 30°С. Определите КПД турбины и количество теплоты,
получаемой от нагревателя каждую секунду, если за это же время
бесполезно теряется 12 кДж энергии.
8. В цилиндре под поршнем находится 1,5 кг кислорода. Поршень
неподвижен. Какое количество теплоты необходимо сообщить газу, чтобы
его температура повысилась на 8°С? Чему равно изменение внутренней
энергии (С=675 Дж/(кг·К)?
9. На сколько километров пути автомобилю, движущемуся со скоростью 54
км/ч, хватит бензина, взятого объемом 30 л? Мощность, развиваемая
двигателем автомобиля, равна 35 кВт, КПД двигателя равен 35%.
КР-3. Термодинамика.
11 класс.
Вариант №7.
1. Идеальный тепловой двигатель получает от нагревателя в каждую секунду
I
7200 кДж энергии и отдает холодильнику 6400 кДж. Найдите КПД
двигателя.
2. При изобарном нагревании была совершена работа 270 Дж. Под каким
давлением находился газ, если при расширении его объём увеличился на
3·10 -3м3?
3. 0,2 кг азота нагревают при постоянном давлении от 20 до 800 С. Какое
количество теплоты поглощается при этом? (с = 103 Дж/(кг·°С).
II
III
4. Относительная влажность в комнате при температуре 160С составляет
65%. Как изменится она при понижении температуры воздуха на 4 К, если
парциальное давление водяного пара останется прежним?
5. Температуры нагревателя и холодильника идеальной тепловой машины
соответственно равны 380 К и 280 К. Во сколько раз увеличится КПД
машины, если температуру нагревателя увеличить на 200 К?
6. На сколько изменилась внутренняя энергия 10 моль одноатомного
идеального газа при изобарном нагревании на 100 К? Какую работу
совершил при этом газ и какое количество теплоты ему сообщено?
7. С какой скоростью должна лететь свинцовая пуля, чтобы расплавиться при
ударе о стенку? Температура летящей пули 100°С. Считать, что всё количество
теплоты, выделившееся при ударе, пошло на плавление пули. Температура
плавления свинца 327°С, удельная теплоёмкость свинца 0,3·105 Дж/кг.
8.0,02 кг углекислого газа нагревают при постоянном объёме. Определите
изменение внутренней энергии газа при нагревании от 20°С до 108°С. Удельная
теплоёмкость газа при постоянном объёме 665 Дж/(кг·К)
9. Вычислите КПД идеальной тепловой машины, если температура нагревателя
420°С, а холодильника 130°С. Какую часть всей полученной от нагревателя
теплоты машина отдаёт холодильнику?
КР-3. Термодинамика.
11 класс.
Вариант №8.
1. Газ находится под давлением 2,5·104 Па. При сообщении ему 6·104 Дж
I
теплоты он изобарно расширился на 2 м3. На сколько изменилась
внутренняя энергия газа?
2. Какой объём займёт кислород при 1000С, если при 00С объём его равен
5 л?
3. Вычислите КПД идеальной паровой машины, когда температура пара в
котле 3000С, а холодильника 1300С.
II
III
4. Определите объем газа, количество вещества которого равно 1000 моль, при
давлении 1 МПа и температуре 100 °С.
5. Для изобарного нагревания газа, количество которого равно 800 моль, на 500 К
газу сообщили количество теплоты, равное 9,4 МДж. Определите работу газа и
изменение его внутренней энергии.
6. Какова плотность азота при температуре 27 °С и давление 100 кПа?
7. Идеальный одноатомный газ количеством вещества 1 моль находится в
закрытом баллоне при температуре 27 °С. Какое количество теплоты необходимо
сообщить газу, чтобы повысить его давление в 3 раза?
8. Когда из сосуда выпустили некоторое количество газа, давление в нем
понизилось на 80%, а температура — на 60%. Определите, какую часть газа
выпустили.
9. Определите, какой газ при давлении 105 Па и температуре 27 °С имеет
плотность 0,162 кг/м3.
КР-3. Термодинамика.
11 класс.
Вариант №9.
1. Вычислите КПД паровой турбины, если температура нагревателя 4800С, а
I
холодильника 300С.
2. В бутыль налито 10 л серной кислоты при температуре 00С. Каким будет
объём этой кислоты при 400С?
3. Определите массу молекулы поваренной соли (NaCl).
II
III
4. Вода падает с высоты 60 м. На сколько градусов температура воды внизу
водопада выше, чем вверху, если считать, что на нагревание воды идет
60% работы, совершаемой при ее падении?
5. Каково давление газа, если в его объеме, равном 1 см3 , содержится 1026
молекул, а температура газа равна 87 °С?
6. В сосуде находится газ под давлением 150 кПа при температуре 273 °С.
Какое количество молекул газа находится при этих условиях в единице
объема сосуда?
7. Рассчитайте, на какую высоту можно было поднять гирю массой 1 кг за
счет теплоты, выделяемой чаем в стакане (240 мл) при охлаждении чая от
температуры 100 °С до 0 °С.
8. Газ в сосуде находится под давлением 2·105 Па при температуре 127 °С.
Определите давление газа после того, как половина массы газа выпущена
из сосуда, а температура понижена на 50 °С.
9. Определите молярную массу воздуха как смеси, состоящей из 80% азота и
20% кислорода (по массе).
КР-3. Термодинамика.
11 класс.
Вариант №10.
1. При какой температуре средняя кинетическая энергия поступательного
I
движения молекул равна 10,35·10-21Дж?
2. Определите изменение внутренней энергии идеального газа, если ему
сообщили 45 кДж тепла и он при этом совершил работу 36 кДж.
3. Определите давление идеального газа, если при концентрации молекул 1025,
среднекинетическая энергия его молекул равна 2,5·10-18 Дж.
II
4. На сколько изменилась внутренняя энергия одноатомного идеального
газа, количество вещества которого равно 10 моль, при его изобарном
нагревании на 100 К? Какую работу совершил при этом газ и какое
количество теплоты ему сообщено?
5. Сколько молекул находится в сосуде вместимостью 480 см3 при
температуре 20 °С и давлении 25 кПа?
6. Сколько керосина необходимо сжечь, чтобы воду объемом 50 л нагреть от
температуры 20 °С до кипения, если КПД нагревателя равен 35%?
III
7. Какое количество льда, имеющего температуру -10 °С, можно растопить
на электрической плитке за время, равное 10 мин? Плитка работает от
сети с напряжением 220 В при силе тока 3 А. Общий КПД установки
равен 80%.
8. Идеальный одноатомный газ имеет объем 2,5 л при давлении 100 кПа.
Рассчитайте, на сколько изменилась внутренняя энергия газа, если при
уменьшении его объема в 10 раз давление повысилось в 20 раз.
9. Смесь состоит из 32 г кислорода и 22 г углекислого газа. Какова ее
плотность при температуре 0 °С и давлении 100 кПа?
КР-3. Термодинамика.
11 класс.
Вариант №11.
1. На сколько изменится внутренняя энергия гелия, масса которого равна
I
400 г, при увеличении температуры на 20 °С?
2. Определите давление воздуха массой 2 кг при 400С и объёмом 1 м3.
3. При изохорном охлаждении газ отдал 4·107 Дж теплоты. Рассчитайте
изменение внутренней энергии тела.
II
4. В ванну налита вода объемом 80 л при температуре 10 °С. Сколько воды
при 100 °С нужно добавить в ванну, чтобы температура смеси стала равна
25 °С?
5. При какой температуре находится газ, количество вещества которого
равно 2,5 моль, занимающего объем 1,66 л и находящегося под давлением
2,5 МПа?
6. Сколько молекул воздуха выходит из комнаты объемом 120 м3 при
повышении температуры от 15 до 25 °С? Атмосферное давление
нормальное.
III
7. Два одинаковых железных шара движутся навстречу друг другу со
скоростью 20 м/с каждый. На сколько повысится их температура после
неупругого столкновения, если на их нагревание пойдет 80% энергии,
выделившейся в результате удара?
8. Для нагревания идеального газа массой 2,5 кг на 8 °С при постоянном
давлении потребовалось на 83,1 кДж теплоты больше, чем на нагревание
того же газа на 8 °С при постоянном объеме. Определите молярную массу
газа.
9. В цилиндре, площадь основания которого равна 0,06 м2, находится воздух
при температуре 17 °С под давлением 500 кПа. Поршень расположен на
высоте 0,5 м над основанием цилиндра. Какая работа будет совершена при
изобарном нагревании воздуха на 58 °С?
КР-3. Термодинамика.
11 класс.
Вариант №10.
1. Вычислите КПД паровой турбины, если температура нагревателя 4800С, а
холодильника 300С.
2. В бутыль налито 10 л серной кислоты при температуре 00С. Каким будет объём
этой кислоты при 400С?
3. Определите массу молекулы поваренной соли (NaCl).
КР-3. Термодинамика.
11 класс.
Вариант №12.
1. Чему равна внутренняя энергия одноатомного газа, взятого в количестве
I
вещества 5 моль при температуре 27 °С?
2. Газ при давлении 8·105 Па и температуре 27 °С занимает объем 0,9 м3. Каким
будет давление, если та же масса газа при температуре 320 К занимает объем
0,8 м3?
3. Определите работу газа, находящегося под давлением 105 Па при изменении
его объёма от 20 до 40 м3.
4. При выстреле вертикально вверх свинцовая пуля достигла высоты 1200 м. При
II
падении, ударившись о поверхность Земли, она нагрелась. Считая, что 50% всей
энергии удара пошло на нагревание пули, рассчитайте, на сколько повысилась
ее температура.
5. Вычислите среднюю квадратичную скорость молекул кислорода при
температуре 20 °С.
6. Баллон содержит кислород объемом 50 л, температура которого равна 27 °С,
давление равно 2·105 Па. Найдите массу кислорода.
III
7. При какой скорости свинцовая пуля, ударившись о преграду, полностью
расплавится, если температура пули до удара была равна 100 °С? При ударе 60%
энергии пули превращается во внутреннюю энергию.
8. В идеальном тепловом двигателе абсолютная температура нагревателя в 3 раза
выше, чем температура холодильника. Нагреватель передал газу количество
теплоты, равное 40 кДж. Определите работу, совершенную газом.
9. Сосуд, содержащий воздух объемом 5 л при давлении 100 кПа, соединяют с
пустым сосудом вместимостью 4,5 л. Какое давление установится в сосудах, если
температура не меняется?
КР-3. Термодинамика.
11 класс.
Вариант №9.
1. При какой температуре средняя кинетическая энергия поступательного движения
молекул равна 10,35·10-21Дж?
2. Определите изменение внутренней энергии идеального газа, если ему сообщили 45 кДж
тепла и он при этом совершил работу 36 кДж.
3. Определите давление идеального газа, если при концентрации молекул 1025,
среднекинетическая энергия его молекул равна 2,5·10-18 Дж.
КР-3. Термодинамика.
11 класс.
Вариант №13.
1. В сосуде вместимостью 500 см3 содержится водород массой 0,89 г при
I
температуре 17 °С. Определите давление газа.
2. Определите внутреннюю энергию всех молекул идеального газа, имеющего
объем 10 м3 , при давлении 5·105 Па.
3. Идеальный тепловой двигатель получает от нагревателя каждую секунду
количество теплоты, равное 7200 кДж, и отдает холодильнику количество
теплоты, равное 6400 кДж. Найдите КПД двигателя.
II
4. Какое количество теплоты необходимо сообщить льду, взятому при
температуре -10 °С, массой 2 кг, чтобы его расплавить, а полученную воду
нагреть до температуры 100 °С, а затем выпарить?
5. Искусственный спутник Земли массой 1 т на высоте 30 км входит в
плотные слои атмосферы и нагревается. На сколько увеличится
внутренняя энергия корпуса спутника в результате торможения?
6. Воздух массой 200 г нагревают при постоянном давлении от 4 до 80 °С.
При этом его объем увеличивается на 0,01 м . На сколько изменяется
внутренняя энергия воздуха, если его давление равно 150 кПа?
III
7. Вагон массой 10 т, движущийся со скоростью 2 м/с, встречает
неподвижную платформу массой 5 т. После столкновения платформа и
вагон движутся совместно. Какое количество теплоты выделилось в
момент столкновения вагона с платформой?
8. Смешали воду объемом 0,4 м3 при температуре 20 °С и воду объемом 0,1
м3 при температуре 70 °С. Какова температура смеси при тепловом
равновесии?
9. Открытую стеклянную колбу вместимостью 250 см3 нагрели до
температуры 127 °С, после чего ее горлышко опустили в воду. Какая
масса воды войдет в колбу, если она охладится до температуры 7 °С?
(Давление в колбе считать постоянным.)
КР-3. Термодинамика.
11 класс.
Вариант №8.
1. На сколько изменится внутренняя энергия гелия, масса которого равна 400 г, при
увеличении температуры на 20 °С?
2. Определите давление воздуха массой 2 кг при 400С и объёмом 1 м3.
3. При изохорном охлаждении газ отдал 4·107 Дж теплоты. Рассчитайте изменение
внутренней энергии тела.
КР-3. Термодинамика.
11 класс.
Вариант №14.
1. Определите КПД идеальной тепловой машины, имеющей температуру
I
нагревателя 480 °С, а температуру холодильника 30 °С.
2. Найдите температуру газа при давлении 100 кПа и концентрации молекул
1020/м3.
3. В объеме, равном 1 м3 газа, при давлении 1,5·105 Па содержится 2·1025
молекул. Определите среднюю кинетическую энергию поступательного
движения этих молекул.
II
4. В цилиндре под поршнем находится 1,25 кг воздуха. Для его нагревания
на 4°С при постоянном давлении была совершена работа 5 кДж .
Определите изменение внутренней энергии воздуха, если его удельная
теплоёмкость воздуха равна 1 • 103 Дж/(кг·К).
5. Температура нагревателя тепловой машины 150°С, а холодильника 25°С.
Машина получила от нагревателя 4·104 Дж энергии. Как велика работа,
произведённая машиной?
6. Определите массу 2,4·1027 молекул гелия.
III
7. Сани массой 6 кг скатываются с горы, образующей с горизонтом угол 30°.
Пройдя по склону расстояние 50 м, сани достигают скорости 4,5 м/с.
Определите количество теплоты, выделенное при трении полозьев о снег.
8. Вычислите КПД двигателя теплохода, мощность которого равна 1,5 МВт,
если за 6 ч, которые он находился в рейсе, израсходовано 2,4 т нефти.
9. Имеются два сосуда с газом: один вместимостью 3 л, другой
вместимостью 4 л. В первом сосуде газ находится под давлением 200 кПа,
а во втором под давлением 100 кПа. Под каким давлением будет
находиться газ, если соединить эти сосуды между собой? (Считать, что
температура в сосудах одинакова и постоянна.)
КР-3. Термодинамика.
11 класс.
Вариант №7.
1. Чему равна внутренняя энергия одноатомного газа, взятого в количестве вещества
5 моль при температуре 27 °С?
2. Газ при давлении 8·105 Па и температуре 27 °С занимает объем 0,9 м3. Каким будет
давление, если та же масса газа при температуре 320 К занимает объем 0,8 м3?
3. Определите работу газа, находящегося под давлением 105 Па при изменении его объёма
от 20 до 40 м3.
КР-3. Термодинамика.
11 класс.
Вариант №15.
1. Найдите КПД идеальной газовой турбины, если температура нагревателя
I
900°С, а холодильника- 100°С.
2. Когда газу сообщили количество теплоты, равное 6 МДж, он расширился
и совершил работу, равную 2 МДж. Найдите изменение внутренней
энергии газа. Увеличилась она или уменьшилась?
3. Сколько молекул содержится в куске золота, взятого массой 1 г?
II
III
4. Тепловая машина получает от нагревателя 8·105 Дж теплоты. Вычислите
количество теплоты, отдаваемое холодильнику, если температура нагревателя
127°С, а холодильника 27°С.
5. В теплоизолированном цилиндре с поршнем находится азот массой 0,3 кг при
температуре 20°С. Азот, расширяясь, совершает работу 6705 Дж. Определите
изменение внутренней энергии азота и его температуру после расширения
(Cv=745 Дж/(кг·К).
6. За 5 сут. вода массой 50 г полностью испарилась. Сколько в среднем молекул
вылетало с поверхности воды за время, равное 1 с?
7. В латунный калориметр массой 128 г, содержащий 240 г воды при
температуре 8,4 °С, опущено металлическое тело массой 192 г, нагретое
до 100 °С. Окончательная температура, установившаяся в калориметре,
равна 215 °С. Определите удельную теплоемкость испытуемого тела.
8. Паровой молот массой 10 т свободно падает с высоты 2,5 м на железную
болванку массой 200 кг. На нагревание болванки идет 30% энергии,
выделенной при ударах. Рассчитайте количество ударов молота, если температура болванки поднялась на 20 °С.
9. Температура нагревателя и холодильника идеальной тепловой машины
соответственно равна 117 °С и 27 °С. Количество теплоты, получаемое от
нагревателя за 1 с, равно 60 кДж. Найдите КПД машины, количество
теплоты, отдаваемое холодильнику в 1 с, и мощность машины.
КР-3. Термодинамика.
11 класс.
Вариант №6.
1. В сосуде вместимостью 500 см3 содержится водород массой 0,89 г при температуре 17
°С. Определите давление газа.
2. Определите внутреннюю энергию всех молекул идеального газа, имеющего объем 10
м3 , при давлении 5·105 Па.
3. Идеальный тепловой двигатель получает от нагревателя каждую секунду количество
теплоты, равное 7200 кДж, и отдает холодильнику количество теплоты, равное 6400
кДж. Найдите КПД двигателя.
КР-3. Термодинамика.
11 класс.
Вариант №16.
1. Температура пара, поступающего в турбину, 2270 С, а температура
I
холодильника 30°С. Определите КПД турбины.
2. Найдите массу кислорода О2 у которого количество вещества равно
450 моль.
3. Какую работу совершает газ, расширяясь при постоянном давлении
200 кПа от объема 1,6 л до объема 2,6 л?
II
III
4. При изобарном расширении 0,04 кг кислорода его температура изменяется
на 6 0С. Величина работы, совершённая во время этого процесса, равна
250 Дж. Какое количество теплоты было передано газу и чему равно
изменение его внутренней энергии (Ср=916 Дж/(кг°С).
5. Определите КПД тепловой машины и величину работы, совершённой за
счёт каждого килоджоуля энергии, получаемой от нагревателя, если
температура нагревателя 140°С, а холодильника 17°С.
6. При адиабатном расширении газ совершил работу 2 МДж. Чему равно
изменение внутренней энергии газа? Увеличилась она или уменьшилась?
7. На сколько градусов нагреется вода, падая с высоты 15 м, если 30%
совершённой при её падении работы расходуется на нагревание воды? Удельная
теплоёмкость воды 4,2·103 Дж/(кг·К).
8. В паровой турбине вследствие сгорания дизельного топлива массой 450 г
совершается работа, равная 5,04 МДж. Температура поступающего в турбину
пара равна 520 К, температура холодильника равна 300 К. Во сколько раз КПД
идеальной тепловой машины, работающей в тех же температурных режимах, что
и турбина, выше фактического КПД турбины.
9. В озеро со средней глубиной 5 м и площадью 4 км2 бросили кристаллик
поваренной соли (NaCl) массой 10 мг. Спустя некоторое время из озера
зачерпнули стакан воды объемом 200 см3. Какое количество молекул соли
оказалось в этом стакане?
КР-3. Термодинамика.
11 класс.
Вариант №5.
1. Определите КПД идеальной тепловой машины, имеющей температуру нагревателя
480 °С, а температуру холодильника 30 °С.
2. Найдите температуру газа при давлении 100 кПа и концентрации молекул 1020/м3.
3. В объеме, равном 1 м3 газа, при давлении 1,5·105 Па содержится 2·1025 молекул.
Определите среднюю кинетическую энергию поступательного движения этих
молекул.
КР-3. Термодинамика.
11 класс.
Вариант №17.
1. Вычислите КПД идеальной тепловой машины, если температура
I
нагревателя 420°С, а холодильника 130°С.
2. Определите давление газа в цилиндре, если при его изобарном нагревании
была совершена работа 5 кДж, а объём увеличился на 0,25 м3.
3. Величина работы, совершённая газом во время процесса, равна 250 Дж.
Какое количество теплоты было передано газу, если внутренняя энергия
изменилась при этом на 900 Дж?
II
4. Температура нагревателя 150 °С, а холодильника — 20 °С. От нагревателя
взято 105 кДж энергии. Как велика работа, произведенная машиной, если
машина идеальная?
5. Воздух, занимающий при давлении 200 кПа объем 200 л, изобарно
нагревают до температуры 500 К. Масса воздуха 580 г, молярная
масса воздуха 29 г/моль. Определите работу воздуха.
6. Воздух в замкнутом сосуде объёмом 1 л медленно нагревается от 0 0С до
100°С. Является ли данный процесс адиабатным? Почему?
III
7. Найдите, какая часть количества теплоты, сообщенной одноатомному газу
при изобарном процессе, идет на увеличение внутренней энергии и какая
часть — на совершение работы.
8. Для приготовления ванны ёмкостью 200 л смешали холодную воду при
10°С с горячей при 60°С. Какие объёмы той и другой воды нужно взять,
чтобы установилась температура 40 0С?
9. При нагревании газа, находящегося под поршнем в вертикальном
цилиндре, поршень поднялся (без трения) на высоту, равную 200 см. При
этом газ совершил работу, равную 220 Дж. Площадь основания цилиндра
равна 1дм2 . Внешнее давление атмосферы составляет 100 кПа. Чему
равна масса поршня?
КР-3. Термодинамика.
11 класс.
Вариант №3.
1. Температура пара, поступающего в турбину, 2270 С, а температура холодильника
30°С. Определите КПД турбины.
2. Найдите массу кислорода О2 у которого количество вещества равно 450 моль.
3. Какую работу совершает газ, расширяясь при постоянном давлении 200 кПа от
объема 1,6 л до объема 2,6 л?
КР-3. Термодинамика.
11 класс.
Вариант №4.
1. Найдите КПД идеальной газовой турбины, если температура нагревателя 900°С, а
холодильника- 100°С.
2. Когда газу сообщили количество теплоты, равное 6 МДж, он расширился и
совершил работу, равную 2 МДж. Найдите изменение внутренней энергии газа.
Увеличилась она или уменьшилась?
3. Сколько молекул содержится в куске золота, взятого массой 1 г?
КР-3. Термодинамика.
11 класс.
Вариант №18.
1. Температуры нагревателя и холодильника идеальной тепловой машины
I
соответственно равны 117 °С и 27 °С. Вычислите КПД машины.
2. Какую работу совершает газ, расширяясь при постоянном давлении
200 кПа от объема 1,6 л до 2,6 л?
3. Рассчитайте массу молекулы воды.
II
4. При изобарном расширении 0,04 кг кислорода его температура изменяется на
60С. Величина работы, совершённая во время этого процесса, равна 250 Дж.
Какое количество теплоты было передано газу и чему равно изменение его
внутренней энергии (С=916 Дж/(кг·К).
5. Размеры комнаты 5x4x3 м. Какое количество теплоты требуется, чтобы
поднять температуру воздуха на 5°С? Сколько воды можно нагреть этим
количеством теплоты на столько же градусов? Удельная теплоёмкость воздуха
с=103 Дж/(кг·К), удельная теплоёмкость воды 4,19·103 Дж/(кг·К).
6. В идеальной тепловой машине, КПД которой 30%, газ получил от нагревателя
10 кДж теплоты. Какова температура нагревателя, если температура
холодильника 20°С? Сколько джоулей теплоты машина отдала холодильнику?
III
7. Сани массой 300 кг равномерно движутся по горизонтальному пути длиной 1
км. Температура снега 00 С, коэффициент трения 0,035. Сколько снега
расплавится, если всё количество теплоты от трения идёт на плавление?
Удельная теплота таяния льда 3,3·105 Дж/кг, ускорение свободного падения 9,8
м/с2.
8. В цилиндре под поршнем находится 1,5 кг кислорода. Поршень неподвижен.
Какое количество теплоты необходимо сообщить газу, чтобы его температура
повысилась на 8°С? Чему равно изменение внутренней энергии (С=675 Дж/(кг·К)
9. Температура пара, поступающего в турбину, 227°С, а температура
холодильника 30°С. Определите КПД турбины и количество теплоты,
получаемой от нагревателя каждую секунду, если за это же время бесполезно
теряется 12 кДж энергии.
КР-3. Термодинамика.
11 класс.
Вариант №1.
1. Температуры нагревателя и холодильника идеальной тепловой машины
соответственно равны 117 °С и 27 °С. Вычислите КПД машины.
2. Какую работу совершает газ, расширяясь при постоянном давлении 200 кПа от
объема 1,6 л до 2,6 л?
3. Рассчитайте массу молекулы воды.
КР-3. Термодинамика.
11 класс.
Вариант №2.
1. Вычислите КПД идеальной тепловой машины, если температура нагревателя
420°С, а холодильника 130°С.
2. Определите давление газа в цилиндре, если при его изобарном нагревании была
совершена работа 5 кДж, а объём увеличился на 0,25 м3.
3. Величина работы, совершённая газом во время процесса, равна 250 Дж. Какое
количество теплоты было передано газу, если внутренняя энергия изменилась при
этом на 900 Дж?