3. Решение задач на тему «Первое начало термодинамики. Расчет теплоты, работы и изменения внутренней энергии системы идеального газа в различных термодинамических процессах».

3. Решение задач на тему «Первое начало термодинамики. Расчет теплоты, работы и изменения внутренней энергии системы идеального газа в различных термодинамических процессах».

3-1. Рассчитайте изменение внутренней энергии гелия при изобарном расширении от 5 до 10 л под давлением 196 кПа.

3-2. Газ, расширяясь от 10 до 16 л при постоянном давлении 101, 3 кПа, поглощает 126 Дж теплоты. Определите изменение внутренней энергии газа.

3-3. Рассчитайте работу и теплоту 1 моль кислорода (идеальный газ) при изобарном расширении от 80 до 200 л при нормальном атмосферном давлении.

3-4. Один моль идеального газа, взятого при 25 ^oC и 10130кПа, расширяется обратимо и изотермически до 506, 5 кПа. Рассчитайте работу, поглощенную теплоту и Δ U.

3-5. Рассчитайте работу изотермического при 27 °С расширения 1 моль СО₂ от 2, 24 до 22, 4 л.

3-6. Рассчитайте работу изотермического при 0 °С расширения 0, 5 моль хлора от 1 до 25 л.

3-7. Какое количество теплоты необходимо для изохорного нагревания 10 г N₂ от 10 до 20 °С?

3-8. 5 л одноатомного газа (условия нормальные) нагревают до 600 °С при постоянном объеме. Каковы конечное давление и количество затраченной теплоты?

3-9. Какое количество теплоты необходимо для изохорного нагревания 50 г углекислого газа в интервале температур от 300 до 400 °С, если Сv = 40, 2 Дж/моль?

3-10. Определите конечную температуру и работу, необходимую для адиабатического сжатия азота от 10 л до 1 л, если начальные температура и давление равны 26, 8 ^оС и 101, 3 кПа, соответственно.

3-11. Один моль гелия, взятый при 100 °С и давлении 1013 кПа, адиабатически расширился. При этом температура понизилась до 25 °С. Определите работу, совершенную гелием.

3-12. Какова будет работа адиабатического сжатия 1 моль азота, если при этом температура повысилась от 0 до 50 °С?

3-13. Определите изменение внутренней энергии при изобарном (101, 3 кПа) испарении 100 г воды при 150 °С, если объемом жидкой воды пренебречь. Теплота испарения воды при 150 ⁰С равна 2112, 66 Дж/г.

4. Задачи для аудиторной самостоятельной работы.

4-1. Рассчитайте работу изотермического (50 °С) расширения 20 г водорода от 10 до 40 л.

4-2. Определите затраченную теплоту и совершенную работу изобарного (101, 3 кПа) расширения 5 л кислорода при 20 °С до 5, 51 л при 50 °С.

4-3. При адиабатическом сжатии 2 л кислорода давление газа повысилось от 1013 кПа до 2026 кПа. Чему равен конечный объем?

4-4. Определите изменение внутренней энергии при изобарном испарении 10 г этилового спирта при температуре кипения (78 °С), если теплота испарения спирта равна 922, 77 Дж/г. Объемом жидкости пренебречь.

4-5. При действии кислоты на металл выделилось 7 л водорода при давлении в 101, 3 кПа. Определите работу, произведенную газом против атмосферного давления.

4-6. При нормальных условиях 5 л криптона нагревается до 873 К при постоянном объеме. Определить конечное давление газа и теплоту, затраченную на нагревание.

5. Задачи для внеаудиторной самостоятельной работы.

5-1. Определите работу изотермического (25 °С) расширения 1 моль идеального газа при изменении давления от 506, 5 до 101, 3 кПа. Какое количество теплоты при этом поглощено?

5-2. Азот (5 моль) при 100 °С занимал объем 25 л. При нагревании газа до     200 °С было затрачено 14 650 Дж. Определите С_Р и конечный объем, если давление газа при этом не изменилось.

5-3. Какое количество теплоты необходимо для повышения температуры 16 г кислорода от 300 до 500 К при давлении 101, 3 кПа? Как при этом изменится внутренняя энергия?

5-4. Рассчитайте количество теплоты, необходимое для нагревания воздуха в квартире общим объемом 600 м³ от 20 ^оС до 25 ^оС. Примите, что воздух – это идеальный двухатомный газ, а давление при исходной температуре нормальное. Найдите Δ U в процессе нагревания воздуха.

5-5. Аргон (10 г) нагрели на 10 °С в одном случае при постоянном объеме, а в другом – при постоянном давлении. Какова будет разница в количестве затраченной при этом теплоты?

5-6. Три моль идеального одноатомного газа (C_V = 12, 5 Дж/(моль^. К)), находящегося при T₁ = 350 K и P₁ = 506, 5 кПа, обратимо и адиабатически расширяются до давления P₂ = 101, 3 кПа. Рассчитайте конечные температуру и объем, а также совершенную работу и изменение внутренней энергии в этом процессе.

5-7. Система содержит 0, 5 моль идеального одноатомного газа                    (C_V = 12, 5 Дж/(моль^. К)) при P₁ = 1013 кПа и V₁ = 1 л. Газ расширяется обратимо и адиабатически до давления P₂ = 1 атм. Рассчитайте начальную и конечную температуру, конечный объем, совершенную работу, а также изменение внутренней энергии в этом процессе. Рассчитайте эти величины для соответствующего изотермического процесса.

5-8. Гелий (10 г), взятый при 25 °С, адиабатически расширился с 10 до 50 л. Определите работу, совершенную газом.

5-9. Бензол (100 г) испаряется при температуре кипения (80, 2 °С) и давлении в 101, 3 кПа. Определите произведенную парами бензола работу, изменение внутренней энергии и изменение энтальпии, если теплота испарения бензола равна 395, 2 Дж/г.

5-10. В резервуаре при 298 К находится неизвестный газ; предполагается, что это азот или аргон. При внезапном расширении 5 л этого газа до объема 6 л его температура упала примерно на 20°. Какой газ содержится в резервуаре?

Занятие № 3.

План занятия:

1. Тестовый контроль знаний по теме «Первое начало термодинамики. Расчет работы расширения идеального газа в различных условиях».

2. Термохимия. Закон Гесса. Теплоемкость. Закон Кирхгоффа.

3. Решение задач на тему «Термохимия. Закон Гесса. Теплоемкость. Закон Кирхгоффа».

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: