termodinamika_chast_a

1
Термодинамика-7.
1(97-7Тр) Во внешний стакан калориметра была
налита горячая вода, во внутренний – холодная
вода. Ученик начал строить графики зависимости
t ,0С
температуры горячей и холодной воды от времени.
90
Чему, вероятнее всего, будет равна температура
70
горячей и холодной воды в конце урока?
1) температура горячей воды – 500 , холодной 450. 50
2) температура горячей воды – 500 , холодной 500. 30
3) температура горячей воды – 550 , холодной 500. 10
4) температура горячей воды – 400 , холодной 600.
10
20
30
40 t , мин
0
2.(103-7Тр) Свинцовую дробь, нагретую 100 С (с=130) ,в количестве 100 г смешивают с 50
г льда при 00С ( уд. Теплота плавления 330000) Какова в градусах Цельсия Температура
смеси после установления теплового равновесия.( Ответ: 00С)
3.(104-7Тр) Работа газа за цикл равна
р,кПа
1) 100 кДж; 2) 200 кДж; 3) 300 кДж;
4) 400 кДж;
200
100
1
2
3
V, м3
4.(105-7Тр) Идеальный газ совершил работу 400 Дж и при этом его внутренняя энергия увеличилась на
100 Дж. Чему равна количество теплоты, которое получил или отдал газ?
1) газ получил 500 Дж; 2) газ получил 300 Дж; 3) газ отдал 500 Дж; 4) газ отдал 300 Дж;
5.(108-7Тр) Идеальный одноатомный газ находится в сосуде с жесткими стенками объемом 0,6 м3.
На сколько увеличилась внутренняя энергия газа? Ответ выразите в кДж. (2,7 кДж).
6. (113-7Тр) Чему равно изменение внутренней энергии газа, если ему передано количество
теплоты 500 Дж, а газ при постоянном давлении 105Па расширился на
3 10-3 м3? ( ответ: 200Дж)
7. При работе двигателя внутреннего сгорания автомобиля энергия, выделившаяся при сгорании
топлива… 1) полностью превращается в механическую энергию автомобиля. 2) частично превращается
в механическую энергию автомобиля.3) полностью превращается во внутреннюю энергию выхлопных
газов; 4) Полностью превращается в кинетическую энергию выхлопных газов.
8.(118-7Тр) Идеальный одноатомный газ в количестве одного моля совершает процесс, при
котором р = аV. Газу сообщили количество теплоты 66,4 Дж. На сколько пи этом увеличилась
температура газа? (4)
9.(119-7Тр) Тепловой двигатель за цикл получает от нагревателя количество теплоты, равное 3 кДж, и
отдает холодильнику 2,4 кДж. КПД равен 1) 20% 2) 25% 3) 80% 4) 120%.
10. (12-7Тр) Идеальный тепловой двигатель имеет определенный кпд. Рассматривается 2 типа
изменений, вносимых в работу такого двигателя. Один раз температуру нагревателя поднимается на
величину Т при неизменной температуре холодильника., второй раз температуру холодильника
понижают на величину Т, оставляя прежней температуру нагревателя. В каком случае Кпд тепловой
машины выше?
1) В первом; 2) во втором; 3) В обоих случаях одинаков; 4) Ответ зависит от Тнагр. и Тхол.
11(2007 Дем) Газ в сосуде сжали, совершив работу 30 Дж. Внутренняя энергия газа при этом
увеличилась на 25 Дж. Следовательно, газ 1) получил извне 5 Дж теплоты4 2) отдал окружающей среде
5 Дж; 3) получил извне 55 Дж теплоты; 4) отдал окружающей среде 55 Дж теплоты;
12. На рисунках А,Б,В,Г изображены тела,
которые имеют различную температуру
(Т1 > T2).и находятся в тепловом контакте.
На каких рисунках правильно указано
направление
теплообмена?
1) А и Б; 2) В и Г; 3) А и Г; 4) Б и В;
Т1
Т2
Т1
Т2
Т1
Т1
Т2
Т2
1
2
Насыщенный пар. Ненасыщенный пар. Точка росы. Влажность воздуха. Кипение.
Вещество в газообразном состоянии, находящееся в динамическом равновесии с жидкостью или
с твердым телом, называется насыщенным паром. (Н-р, вода и водяной пар в закрытом сосуде
находятся в динамическом равновесии, когда число испарившихся молекул одинаково с числом
возвратившихся обратно в жидкость).
Пар давление, которого ниже давления насыщенного пара при данной температуре,
называется ненасыщенным (перегретым).
При уменьшении объема, занимаемого насыщенным паром, концентрация молекул увеличивается и
пар становится пересыщенным. Равновесие между процессами испарения и конденсации нарушается,
скорость конденсации превышает скорость испарения, в результате чего часть вещества из
газообразного состояния превращается в жидкое и пар вновь становится насыщенным.
р
Давление идеального газа при постоянной концентрации
молекул возрастает прямо пропорционально абс.
Температуре.Так как в насыщенном паре при возрастании
температуры концентрация молекул увеличивается,
а их средняя кинетическая энергия возрстает, то давление
насышенный
пар
идеальный газ
насыщенного пара с повышением температуры
.
возрастает быстрее, чем давление идеального
0
Т
газа с постоянной концентрацией молекул.
Так как давление насыщенного пара тем ниже, чем ниже температура, то при охлаждении
воздуха находящийся в нем водяной пар при некоторой температуре становится насыщенным.
Температура при которой находящийся в воздухе водяной пар становится насыщенным, называется
точкой росы.
Абсолютная влажность(плотность водяных паров воздуха) – масса водяных паров в 1 м3 воздуха.
р =m /V
Относительная влажность - это отношение парциального давления к давлению насыщенного пара при данной
температуре, выраженное в процентах.
Парциальное давление- давление, которое производил бы только водяной пар, находящийся в воздухе, если бы
все другие газы отсуствовали.
φ =Uiioooo
ρ/ ρ0; φ=p / р0
где р – парциальное давление, р0 = давление насыщенного
пара. ( из таблицы)
ρ = абсолютная влажность,
ρ–
плотность насыщенного пара (из таблицы)
Кипение – это процесс испарения со всего объема жидкости, сопровождающее образованием
пузырьков насыщенного пара, затем их всплытием на поверхность. Пузырьки насыщенного
пара всплывают, когда давление насыщенного пара в пузырьках становится равным внешнему
атмосферному давлению. Поэтому температура кипения жидкости зависит от атмосферного
давления. Чем выше давление, тем больше температура кипения жидкости.
1.(102-6) Температура кипения воды существенно зависит от 1) мощности нагревателя 2)
атмосферного давления; 3) вещества сосуда, в котором вода нагревается; 4) от начальной температуры
воды;
2.В сосуде под поршнем находятся немного воды и насыщенный водяной пар. Объем сосуда начали
равномерно уменьшать, поддерживая постоянную температуру. Какой график показывает изменение
концентрации n молекул пара внутри сосуда от времени?
1)
2)
n
3)
n
n
t
t
4)
n
t
t
2
3
3 (101-6) Стеклянную колбу закрыли пробкой и стали
охлаждать. На рисунке показан график изменения давления
водяных паров в колбе по мере ее охлаждения. Какое
утверждение можно считать правильным?
1) на участке 1- пар насыщенный, 2- ненасыщенный
р
1
2
2) на участке 1- пар ненасыщенный, 2- насыщенный
3)на обоих участках пар насыщенный;
Т
4) на обоих участках пар ненасыщенный;
4.(123-7Тр)Точка росы для водяного пара в комнате равна 60С. В комнату внесли с балкона сухую
бутылку с водой, и вскоре она покрылась мелкими капельками воды. Из этого следует, что 1)
температура воздуха на балконе ниже 60С;
2) влажность воздуха на балконе больше, чем в комнате. 3) влажность воздуха на балконе меньше, чем в
комнате. 4) температура воздуха на балконе выше, чем в комнате.
5. (124-7)В сосуде под поршнем находятся только насыщенные пары воды. Как будет меняться давление
в сосуде, если начать сдавливать пары, поддерживая температуру сосуда постоянной? 1) давление будет
постоянно расти; 2) давление будет постоянно падать; 3) давление будет оставаться постоянным; 4) )
давление будет оставаться постоянным, затем начнет падать.
6.(125-7тр)Повышение влажности приводит к нарушению теплообмена человека с окружающей средой.
Это связано с тем, что при этом изменяется 1) удельная теплоемкость воздуха; 2) Скорость испарения
влаги с поверхности тела; 3) атмосферное давление; 4) содержание кислорода в воздухе;
7(126-7тр) В цилиндрическом сосуде под поршнем находится 1 моль водяного пара при
температуре Т и далении р. Давление насыщенного пара при этой температуре равно 2р. Поршень
вдвигают в цилиндр так, что начальный объем уменьшается в 4 раза. Чему равна масса
сконденсировавшейся воды, если температура остается постоянной? М = 0,018 кг/моль. Ответ
выразить в граммах. (9 гр)
8.Давление насыщенного пара при температуре 400 приблизительно равно 6 103 Па. Каково
парциальное давление водяного пара в комнате при этой температуре, если относительная
влажность равна 30 %. 1) 1800 Па; 2) 3000Па; 3) 1,2 104 Па; 4)2 104 Па;
9(128-7тр) Относительная влажность воздуха в комнате равна 40%. Каково соотношение
парциального давления р водяного пара в комнате и давления рн насыщенного водяного пара
при такой же температуре? 1) р меньше рн в 2,5 раза; 2) ) р больше рн в 2,5 раза;
3) р меньше рн на 40 %; 4) р больше рн на 40 %;
10 (89-6) Относительная влажность воздуха увеличилась в 4 раза при неизменной температуре.
Плотность водяных паров в воздухе при этом 1) увеличилась в 4 раза; 2) увеличилась в 2 раза;
3) уменьшилась в 2 раза; 4) уменьшилась в 4 раза;
11.(566Р) Парциальное давление водяного пара в воздухе при 190С было 1,1 кПа. Найти
относительную влажность.
12.(%:?Р) В 4 м3 воздуха при температуре 160С находится 40 г водяного пара. Найти
относительную влажность.
13.(569Р) Относительная влажность воздуха в комнате при температуре 180 С составляет 65%. Как
изменится она при понижении температуры воздуха на 4 0К, если парциальное давление
водяного пара остается прежним.
14(10) В сосуд с водой бросают кусочки тающего льда при непрерывном помешивании.
Кусочки льда тают, но в некоторый момент лед перестает таять. Первоначальная масса
воды в сосуде 330 г. В конце процесса масса воды увеличилась на 84 г. Найдите
начальную температуру воды по шкале Цельсия.
15(8)Для определения удельной теплоты плавления в сосуд с водой массой 300г и
температурой 20 0С бросают кусочки тающего льда при непрерывном помешивании. К
тому моменту времени, когда лед перестал таять, масса воды в сосуде увеличилась на 84
г. Определите по данным опыта удельную теплоту плавления льда. Ответ выразите в
кДж/кг.
16(6) Температура воздуха не изменилась, а разность показаний сухого и влажного термометров
психрометра уменьшилась. Как изменилась влажность воздуха? 1) не изменилась; 2) увеличилась; 3)
уменьшилась; 4) недостаточно данных для ответа;
3
4
17. Относительная влажность воздуха увеличилась в 4 раза. при неизменной температуре. Плотность
водяных паров в воздухе при этом 1) увеличилась в 4 раза; 2) увеличилась в 2 раза; 3)уменьшилась в 2
раза; 4) уменьшилась в 4 раза;
28(11) В сосуд с водой бросают кусочки тающего льда, при непрерывном помешивании, вначале
кусочки тают, но в некоторый момент лед перестает таять. Первоначальная температура воды 200С. На
сколько процентов увеличилась первоначальная масса воды?. Теплоемкостью сосуда и теплообменом с
окружающей средой пренебречь.
19.(68-6) Температура воздуха 240С, относительная влажность 60%. Пользуясь таблицей,
вычислите парциальное давление водяного пара в воздухе при этих условиях. Ответ
выразите в Паскалях и округлите до целого.
Давление р и плотность ρ насыщенного водяного пара при различной температуре
t 0C
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
Р, Па
611
656
705
757
813
872
935
1000
1072
1148
1227
1312
1400
1497
1597
1704
1817
1937
2062
ρ , г/м3
4,85
5,2
5,57
5,95
6,37
6,8
7,27
7,7
8,28
8,83
9,41
10,0
10,67
11,36
12,08
12,84
13,65
14,5
15,39
t 0C
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
40
50
60
70
80
90
100
Р, Па
2196
2337
2486
2642
2800
2984
3168
3361
3565
3780
4000
4242
7376
12333
19915
31158
47302
70093
101325
ρ , г/м3
16,36
17,32
18,35
19,44
20,60
21,81
23,07
24,4
25,79
27,26
28,7
30,3
51,2
83,2
130,5
198,4
354,1
424,1
598,0
20.(66-6) Конденсация водяного пара из атмосферного воздуха при изобарном охлаждении
начинается при температуре 70С. Пользуясь таблицей, определите, каким будет значение
относительной влажности этого воздуха при температуре 290С? Ответ выразите в %.(см
таблицу давление и плотность насыщенного пара при различной температуре)
21.(575Р) Влажный термометр психрометра показывает 100С, а сухой – 140С. Найти
относительную влажность, парциальное давление и плотность водяного пара.(0,6; 0,96 кПа; 7,3
г/м3).
22.(574Р) Сухой термометр психрометра показывает160С, а влажный 80С. Относительная
влажность измеренная по волосному гигрометру, равна 30%. Правильны ли показания
гигрометра? (правильны)
23(570Р) Относительная влажность воздуха вечером при 160С равна 55%. Выпадет ли роса, если
температура ночью понизится до 80С? (нет)
24 (646Р)Для приготовления ванны вместимостью 200л смешали холодную воду при
температуре 100С с горячей с температурой 600С. Какие объемы той или другой воды нужно
взять, чтобы установилась температура 400С?(80 и 120л)
25(650Р) Вычислить кпд газовой горелки, если на нагревание чайника с 3 л воды от 100С до
кипения было израсходовано 60 л газа. Теплоемкость чайника 100 Дж/кг, теплота сгорания газа
36 МДж/м3.(53%)
26(651Р) В сосуд, содержащий 1,5 кг воды при температуре 150С, впускают 200 г водяного пара
при 1000С. Какая общая температура установится после конденсации пара?(890С)
27.(659Р) Сколько стали, взятой при 200С, можно расплавить в печи с кпд 50% , сжигая 2 т
каменного угля? (40 т)
4
5
28(658Р)Сколько дров надо сжечь в печке с кпд 40%, чтобы получить из 200 кг снега, взятого
при температуре - 100С, воду при 200С?(ответ: 22 кг)
5