1. Применение первого начала термодинамики к процессам идеального газа

Решить задчи 3 ,9,10,15,16,17,19,20,24,26,27,28,30,33,34,42,46,49,50,53,54,56 60,63,64,67,70,73,79,80,84,85,86,90,93,102,106,109,112,117. 1. Применение первого начала термодинамики к процессам идеального газа Задание I. Решить задачи. 1. Какое количество теплоты потребуется для нагревания 1 м3 воздуха от 0 до 10 С при постоянном давлении Р = 1,013∙105 Па? Плотность воздуха при нормальных условиях 1,29 кг/м3, удельная теплоемкость при постоянном давлении Ср = 1,01 Дж/(г·К). 2. Определить количество теплоты, необходимое для нагревания 5 г азота от 15 до 25 С при постоянном объеме. 3. Газ, расширяясь от 0,01 до 0,016 м3 при постоянном давлении 1,013·105 Па, поглощает 126 Дж теплоты. Определить изменение внутренней энергии. 4. Смешано 4,03 г водорода и 32 г кислорода. Их удельные теплоемкости Ср соответственно равны 14,3 и 0,912 Дж/(г·К). Определить потерю теплоты при охлаждении этой смеси на 20 С при постоянном объеме. 5. Определить количество теплоты, которое необходимо для нагревания при V = const 25 г кислорода, находящегося при 350 С и давлении 1013 гПа при возрастании давления до 5065 гПа. 6. 0,005 м3 криптона, находящегося при нормальных условиях нагревают до 600 С при постоянном объеме. Каковы конечное давление газа и количество теплоты, затраченной на нагревание? 7. В резервуаре вместимостью 0,05 м3 при 10 С и избыточном давлении 5065 гПа содержится азот. Определить максимальное количество теплоты, которое можно сообщить газу, если стенки резервуара выдерживают давление, не превышающее 20260 гПа. 8. Вычислить работу, совершаемую при расширении газовой системы на 0,005 м3 при постоянном давлении 1013 гПа. 9. Какое количество работы будет совершено 1 кг СО2 при повышении его температуры на 200 С при постоянном давлении? 10. При постоянном давлении 9,56·104 Па нагревают 5 м3 азота. Определить совершенную работу, если газ расширился до 8 м3. 11. Какое количество теплоты потребуется, чтобы нагреть 10 г паров ртути на 10 С при постоянном давлении? (Пары ртути одноатомны.) 12. В цилиндрическом сосуде, закрытом невесомым поршнем, 1 м3 водорода находится при 0 С. Внешнее давление 9,72∙104 Па. Какое количество теплоты потребуется на нагревание водорода до 300 С. 13. При начальных давлении 1,013·105 Па, объеме 0,05 м3 и постоянной температуре 15 С воздух расширился до 0,1 м3. Определить работу, совершенную газом, и его конечное давление. 14. Найти изменение внутренней энергии при испарении 0,2 кг этанола при температуре его кипения под давлением 1,013·105 Па. Теплота парообразования спирта при температуре кипения равна 857,7 Дж/г, а удельный объем пара равен 0,607 м3/кг. Объемом жидкости пренебречь. 15. Найти изменение внутренней энергии гелия, изобарно расширяющегося от 0,005 до 0,01 м3 под давлением 1,96·105 Па. 16. Вычислить работу расширения при нагревании 2 г воздуха от 0 до 1 С при давлении 1013 гПа. Плотность воздуха при нормальных условиях 1,29 кг/м3. 17. Определить количество теплоты и работы при расширении азота от 0,5 до 4 м3 при 26,8 С и 932 гПа. 18. При 25 С и 1013 гПа в сосуде находится 1 кг азота. Вычислить Q, U и W при изохорном увеличении давления до 2026 гПа и при изобарном расширении до трехкратного объема. 19. Вычислить работу расширения, если 100 г водорода при 50 С расширяются от объема 0,04 до 0,2 м3. 20. При 100 С 6 г кислорода занимают объем 0,004 м3. Вычислить работу при изотермном расширении до объема 0,0045 м3. 21. Определить работу, необходимую для изотермного сжатия 1 кмоль диоксида углерода от 1,02·105 до 35,70·105 Па при 20 С. 22. Какое количество теплоты выделится при изотермном сжатии 0,015 м3 идеального газа при 36,8 С и начальном давлении 1013 гПа, если его объем уменьшится в 5 раз? 23. При 0 С и начальном давлении 5065 гПа 0,002 м3 азота расширяются изотермно до давления 1013 гПа. Вычислить работу и количество поглощенной теплоты. 24. Определить изменение внутренней энергии при испарении 20 г этанола при температуре кипения, если удельная теплота испарения равна 857,7 Дж/г, а удельный объем пара при температуре кипения 607 см3/г. Объемом жидкости пренебречь. 25. Определить работу адиабатного сжатия 1 моль двухатомного идеального газа при повышении температуры от 15 до 25 С. 26. При начальных условиях 27 С и 10,13·105 Па 8 г кислорода расширяются адиабатно до давления 1,013·105 Па. Вычислить конечную температуру и работу, совершенную кислородом. 27. Определить температуру и работу при адиабатном сжатии 0,01 м3 азота до 1/10 его первоначального объема, если начальные температура 26,8 С и давление 1013 гПа. 28. Вычислить работу адиабатного расширения 1 моль одноатомного идеального газа при понижении температуры от 100 до 25 С. Начальное давление 10,13·105 Па, конечное 2,026·105 Па. 29. В цилиндре при 18 С и 1013 гПа находится гремучая смесь. При изменении объема от 3,77·10–4 до 0,302·10–4 м3 произошел взрыв. Определить температуру и давление в момент взрыва, если сжатие происходит без обмена теплоты с окружающей средой. 30. При 17 С 10 г кислорода сжимаются адиабатно от 0,008 до 0,005 м3. Определить конечную температуру, затраченную на работу, изменение внутренней энергии и энтальпии. 2. Теплоемкость Задание II. Рассчитать тепловые характеристики веществ. 31. Зависимость молярной энтальпии диоксида олова от температуры в интервале температур от 298 до 1500 К выражают уравнением . Получить уравнение зависимости истинной молярной теплоемкости при ^ Р = const от температуры. Вычислить Сp при 773 К и результат сравнить со значением Сp = 71,077 Дж/(моль·К). 32. Зависимость истинной молярной теплоемкости от температуры для сульфида серебра в интервале температур от 298 до 452 К можно выразить уравнением Рассчитать среднюю теплоемкость в указанном интервале температур. 33. Средняя молярная теплоемкость твердого гидроксида натрия в интервале температур от 298 до 595 К составляет 80,32 Дж/(моль·К) и жидкого гидроксида натрия в интервале температур от 595 до 900 К соответственно 85,35 Дж/(моль·К). Определить количество теплоты, поглощенное при изобарном нагревании 1 кг гидроксида натрия от 298 до 700 К, если теплота плавления равна 8383 Дж/моль и температура плавления 595 К. 34. Зависимость молярной теплоемкости фосфата кальция Са3(PO4)2 от температуры выражается уравнением Дж/(моль·К) в интервале температур от 273 до 1373 К. Найти изменение энтальпии при нагревании этого вещества от 600 до 900 К. 35. Рассчитать молярную теплоемкость Ср хлорида никеля при температуре 25 С пользуясь правилом Дюлонга и Пти в сочетании с правилом аддитивности (правило Нейманна и Коппа). Зависимость экспериментальной молярной теплоемкости хлорида никеля от температуры приближенно выражается уравнением Вычислить расхождение между расчетной и опытной теплоемкостями хлорида никеля. 36. Зависимость молярной теплоемкости газообразной двухатомной серы от температуры можно выразить уравнением в интервале температур 273-2000 К. Получить выражение для зависимости энтальпии от температуры для 1 моль газа в этом интервале температур (принять Т = 273 К). Рассчитать изменение энтальпии при нагревании 1 моль газообразной серы от 273 до 1000 К. 37. Рассчитать изменение энтальпии азота при охлаждении 1 м3 дымовых газов от 230 до 15 С. Содержание азота в дымовых газах 80 % (по объему). Зависимость истинной молярной теплоемкости азота от температуры  Дж/(моль·К). 38. Истинная молярная теплоемкость меди выражается уравнением  Дж/(моль·К). Удельная теплота плавления меди равна 179,9 Дж/г. Какое количество теплоты выделится при затвердевании 1 кг расплавленной меди и охлаждении ее от температуры плавления 1065 до 15 С? 39. Истинная удельная теплоемкость твердой меди может быть рассчитана по уравнению  Дж/(г·К). Медь плавится при 1065 С, теплота плавления равна 179,9 Дж/г. К 1 кг меди, взятому при 15 С, подведено 541 кДж теплоты. Какое количество меди расплавилось? 40. Истинная удельная теплоемкость свинца может быть рассчитана по уравнению  Дж/(г·К). Температура плавления свинца 326 С. Какое количество теплоты необходимо подвести, чтобы расплавить 1 кг металла, взятого при 17 С? 41. Истинная молярная теплоемкость водяного пара может быть выражена уравнением  Дж/(моль·К). Какое количество теплоты выделится при охлаждении 90 г пара от 307 до 100 С при постоянном давлении 1,013∙105 Па? 42. Проверить правило Дюлонга и Пти для меди, цинка и кадмия при 17 С. Даны истинные удельные теплоемкости при постоянном давлении: для Cu  Ср = 0,3849 + 8,891 Дж/(г·К), для Zn  Ср = 0,3795 + 18,58 Дж/(г·К), для Cd  Ср = 0,2285 + 9,904 Дж/(г·К). 43. Истинная удельная теплоемкость жидкого цинка выражается уравнением  Дж/(г·К), а твердого цинка  Дж/(г·К). Какое количество теплоты выделится при охлаждении 300 г этого металла от 500 до 0 С, если температура плавления цинка 419 С и удельная теплота плавления 117,2 Дж/г. 44. Вычислить отношение работы расширения к количеству теплоты, затраченной на нагревание 1 кг меди от 0 до 250 С. Коэффициент объемного расширения меди равен 5,01·10–5 град.–1, плотность 8,93 г/см3; удельная теплоемкость в указанном интервале температур 0,392 Дж/(г·К). 45. Вычислить отношение работы расширения к поглощенной теплоте при нагревании 0,02 м3 воздуха от 27 до 227 С при постоянном давлении 1,013·10–5 Па. Для кислорода и азота истинная молярная теплоемкость рассчитывается по уравнению  Дж/(моль·К). 46. Средняя удельная теплоемкость для СО2 в интервале температур от 0 до 200 С выражается уравнением  Дж/(г·К). Найти зависимость истинной молярной теплоемкости от абсолютной температуры и количество теплоты, которое пойдет на нагревание 220 г СО2 от 0 до 100 С при постоянном давлении. Какая часть этой теплоты идет на повышение внутренней энергии газа? 47. Комната имеет площадь 20 м2 и высоту 4 м. Какое количество теплоты нужно, чтобы нагреть воздух в этой комнате от 10 до 20 С при полной термоизоляции, если для азота и кислорода истинная молярная теплоемкость  Дж/(моль·К). 48. Металлический хром может быть получен восстановлением хлорида хрома (III) водородом по реакции CrCl3(т) + 3/2H2(г) = Cr(т) + 3НСl(г). Эффективность использования водорода 50 %. Истинные молярные теплоемкости Определить минимальное количество теплоты, необходимое для нагревания от 25 до 900 С исходных веществ для получения 1 кг хрома. 49. Средняя молярная теплоемкость диоксида углерода (в интервале температур 273-1200 К) выражается уравнением Определить истинную молярную теплоемкость СО2 при постоянном давлении и 0 С. 50. Истинная молярная теплоемкость ромбической серы выражается уравнением Определить значение средней молярной теплоемкости серы в пределах от 0 до 95,6 С. 51. Зависимость истинной молярной теплоемкости металлического ниобия от температуры (273-1573 К) выражается уравнением Получить уравнение зависимости энтальпии ниобия от температуры. Вычислить изменение энтальпии Н1273-Н273 для 1 моль ниобия. 52. Какое количество теплоты поглощается при нагревании 2 кг меди от 25 до 1000 С, если молярная теплоемкость меди выражается уравнением 53. Количество теплоты, выделяющееся при остывании 1 г платины от Т до Т0, рассчитывается по уравнению Вывести уравнение зависимости средней и истинной молярной теплоемкости платины от температуры в интервале Т0-Т. Рассчитать истинную атомную теплоемкость платины при 30 С. 54. Истинная удельная теплоемкость ртути выражается уравнением Определить количество теплоты, необходимое для нагревания 50 г ртути от 0 до 357 С. 55. Истинные удельные теплоемкости ряда металлов могут быть выражены уравнениями: для Cu  Ср = 0,385 + 8,891; для Pb  Ср = 0,124 + 5,682; для Zn  Ср = 0,379 + 1,858; для Cd  Ср = 0,228 + 1,858. Рассчитать среднюю теплоемкость в интервале температур 0-100 С. 56. Количество теплоты, расходуемое на нагревание 1 кг оксида железа (III) от 0 до T С, выражается уравнением . Получить уравнение зависимости истинной молярной теплоемкости оксида железа от температуры. 57. Истинная молярная теплоемкость оксида кальция выражается уравнением Определить количество теплоты, необходимое для нагревания 10 кг СаО от 0 до 900 С. 58. Средняя удельная теплоемкость СО2 при постоянном давлении в интервале температур от 0 до 1000 С выражается уравнением Найти истинную молярную теплоемкость СО2 при 500 С. 59. Молярная теплоемкость кварца SiO2 выражается уравнением Получить уравнение для вычисления теплоты, расходуемой на нагревание 1 кг кварца от Т1 до Т2. 60. В калориметре смешаны 50 г льда и 150 г воды, взятых при 0 и 50 С соответственно. Определить конечную температуру, если удельная теплота плавления льда 334,7 Дж/г и удельная теплоемкость воды 4,184 Дж/(г·К).

Похожие:

	4. Закономерности протекания химических процессов Применение первого начала термодинамики к гомогенным однокомпонентным закрытым системам		Программа государственного экзамена по специальности эпр техническая... Предмет и метод термодинамики. Термодинамическая система и параметры состояния. Термодинамический процесс. Первый закон термодинамики....
	Детлаф А. А., Яворский Б. М. Курс физики Учебная цель: освоить и закрепить понятия различных изопроцессов в газах. Привить навыки использования первого начала термодинамики...		$$$1 Выберите наиболее точное определение из приведенных ниже Какому распределению соответствует распределение молекул идеального газа по скоростям?
	Вопросы и экспериментальные задания к экзамену по предмету «Физика» для учащихся групп эл 28-12 Основные положения молекулярно-кинетической теории. Идеальный газ. Уравнение состояния идеального газа. Изопроцессы		Вопросы по курсу «Теплотехника» Сущность первого закона термодинамики при прямом и обратном преобразовании теплоты и работы
	Закон Максвелла о распределении молекул идеального газа по скоростям. Опыт Штерна Материальная точка. Система отсчета. Кинематическое уравнение движения точки. Траектория. Путь. Перемещение. Скорость. Ускорение....		Вопросы к зачету по химии за 1 полугодие для 9-го класса ...
	Задачи, рекомендуемые для подготовки к экзамену по физике за 1 курс. 1 уровень В процессе изобарного охлаждения газа его объём уменьшился в n=2 раза. Определите конечную температуру t газа, если его начальная...		Решение выделенных задач необходимо представить в письменном виде... Моль идеального газа, первоначально находившегося под давлением 15 атм при 300 К, расширяется изотермически, пока давление не станет...