- •Физика сборник задач по электростатике
- •Введение
- •Количественное распределение задач по параграфам и по уровню сложности
- •01. Закон Кулона. Взаимодействие заряженных тел формулы
- •01.01. Взаимодействие точечных зарядов
- •01.02. Взаимодействие точечного заряда с зарядом, равномерно распределенным
- •02. Напряженность электрического поля. Электрическое смещение формулы
- •02.01. Напряженность поля точечных зарядов
- •Напряженность поля.
- •02. Молекулярно-кинетическая теория газов формулы.
- •02.01. Концентрация молекул
- •02.02. Основное уравнение кинетической теории газов. Энергия молекул
- •02.03. Скорости молекул
- •03. Элементы статистической физики формулы
- •03.01. Распределение Больцмана
- •03.02. Распределение молекул по скоростям и импульсам
- •03.03. Распределение молекул по кинетическим энергиям поступательного движения
- •03.04. Длина свободного пробега и число столкновений молекул
- •03.05. Явления переноса: диффузия, вязкость, теплопроводность
- •04. Физические основы термодинамики формулы
- •04.01. Вычисление количества теплоты
- •04.02. Уравнение теплового баланса
- •04.03. Теплоемкость идеального газа
- •04.04. Работа расширения газа
- •04.05. Первое начало термодинамики
- •04.07. Энтропия
- •05. Реальные газы. Жидкости формулы
- •05.01. Уравнение Ван-дер-Ваальса
- •05.02. Критическое состояние
- •05.03. Внутренняя энергия
- •05.04. Поверхностное натяжение. Капиллярные явления
- •05.05. Гидродинамика
04.04. Работа расширения газа
Уровень 1.
1. При постоянном давлении 3 кПа объем газа увеличился от 7 л до 12 л. Какую работу совершил газ? [15]
2. Расширяясь в цилиндре с подвижным поршнем при постоянном давлении 100 кПа, газ совершил работу 100 кДж. На какую величину при этом изменился объем газа? [1]
3. Какую работу совершают два моля некоторого газа при изобарном повышении температуры на 10 К? Универсальная газовая постоянная 8300 Дж/(кмоль·К). [166]
4. При изобарном нагревании 2 кг воздуха им была совершена работа 166 кДж. На сколько градусов был нагрет воздух? Молярная масса воздуха 29 кг/кмоль, универсальная газовая постоянная 8300 Дж/(кмоль·К). [290]
5. Азот массой m = 2 г, имевший температуру T1 = 300 К, был адиабатно сжат так, что его объем уменьшился в n = 10 раз. Определить 1) конечную температуру T2 газа и 2) работу A сжатия (R = 8,31 Дж/(моль·К). Молярная масса азота M = 0,028 кг/моль.). Показатель адиабаты γ = 1,4. Полученный ответ округлите до целого значения.
1) [754] [753] 2) (2) [673] [674]
6. Кислород, занимавший объем V1 = 1 л под давлением p1 = 1,2 МПа, адиабатно расширился до объема V2 = 10 л. Определить работу A расширения газа. R = 8,31 Дж/(моль·К). Показатель адиабаты γ = 1,4. Полученный ответ округлите до целого значения. [1806] [1805]
Уровень 2.
1. В изобарном процессе при давлении 300 кПа температура идеального газа увеличилась в 3 раза. Определите начальный объем (в л) газа, если при расширении он совершает работу 18 кДж. [30]
2. Одинаковые массы водорода и кислорода изобарно нагревают на одинаковое число градусов. Молярная масса водорода 2 кг/кмоль, кислорода 32 кг/кмоль. Во сколько раз работа, совершенная водородом, больше, чем кислородом? [16]
3. Водород массой m = 4 г был нагрет на ΔT = 10 К при постоянном давлении. Определить работу A расширения газа. R = 8,3 Дж/(моль·К). Молярная масса водорода M = 0,002 кг/моль. [166]
4. Газ, занимавший объем V1 = 12 л под давлением p1 = 100 кПа, был изобарно нагрет от температуры T1 = 300 К до T2 = 400 К. Определить работу A расширения газа. [400]
5. Какая работа A совершается при изотермическом расширении водорода массой m = 5 г, взятого при температуре T = 290 К, если объем газа увеличивается в три раза? R = 8,31 Дж/(моль·К). Полученный ответ округлите до целого значения. [6619] [6618]
6. Определить работу A адиабатного расширения водорода массой m = 8 г, если температура газа понизилась на ΔT = 10 К. R = 8,31 Дж/(моль·К). Молярная масса водорода M = 0,002 кг/моль. [831]
Уровень 3.
1. В цилиндре под поршнем находится некоторая масса газа при температуре 300 К, занимающая при давлении 0,1 МПа объем 6 л. На сколько градусов надо охладить газ при неизменном давлении, чтобы при этом была совершена работа 50 Дж по его сжатию? [25]
2. В цилиндре под поршнем находится газ, удерживаемый в объеме 0,5 м3 силой тяжести поршня и силой атмосферного давления. Какую работу (в кДж) совершит газ при нагревании, если его объем при этом возрастет в 2 раза? Атмосферное давление 100 кПа, масса поршня 10 кг, площадь поршня 10-3 м2. g = 10 м/с2. [100]
3. Пять молей газа сначала нагревают при постоянном объеме так, что его давление возрастает в 3 раза, а затем сжимают при постоянном давлении, доведя температуру до прежнего значения 100 К. Какая работа была совершена над газом при его сжатии? Универсальная газовая постоянная 8300 Дж/(кмоль·К). [8300]
4. Один моль идеального газа охладили изохорно так, что его давление уменьшилось в 1,5 раза, а затем изобарно нагрели до прежней температуры. При этом газ совершил работу 8300 Дж. Найдите начальную температуру (в кельвинах) газа. Универсальная газовая постоянная 8300 Дж/(кмоль·К). [3000]
5. При адиабатном сжатии кислорода массой m = 1 кг совершена работа A = 100 кДж. Определить конечную температуру T2 газа, если до сжатия кислород находился при температуре T1 = 300 К. R = 8,31 Дж/(моль·К). Молярная масса кислорода M = 0,032 кг/моль. Показатель адиабаты γ = 1,4. Полученный ответ округлите до целого значения. [454] [455]
Уровень 4.
1. Температура идеального газа массой 10 кг меняется по закону Т = aV2 (а = 2 К/м6). Определите работу (в мДж), совершенную газом при увеличении объема от 2 л до 4 л. Молярная масса газа 12 кг/кмоль, универсальная газовая постоянная 8300 Дж/(кмоль·К). [83]
2. Идеальный газ в количестве 2 моль находится при температуре 400 К. Объем газа увеличивают в два раза так, что давление линейно зависит от объема. Найдите работу газа в этом процессе, если конечная температура газа равна начальной. Универсальная газовая постоянная 8300 Дж/(кмоль·К). [4980]