При изохорическом процессе в газе

Контрольные вопросы

1.Сформулируйте первое начало термодинамики. Как выглядит его запись для изохорического процесса в газе? Для других изопроцессов?

2.Дайте понятие внутренней энергии системы. Запишите выражение для внутренней энергии идеального газа.

3.Что такое число степеней свободы? Как определяется это число для одно-, двух- и трехатомных молекул?

4.Запишите второе начало термодинамики. в чем его отличие от первого начала термодинамики?

5.Что определяет энтропия системы?

6.Как изменяется величина энтропии в обратимых и необратимых процессах?

7.Объясните статистический и термодинамический смысл энтропии.

Тесты

Вариант 1

1.Для какого процесса первый закон термодинамики имеет вид

Q = U2 - U1 ?

Варианты ответа: 1) изотермический; 2) изобарический;

3) изохорический; 4) адиабатический.

2.Как называется процесс, при котором теплоемкость постоянна?

Варианты ответа: 1) изохорический; 2) изотермический;

3) адиабатический; 4) изобарический; 5) политропический.

3.Определить число степеней свободы для молекул СО2. Считать, что имеют место все виды движений.

Варианты ответа: 1) i = 3; 2) i = 5; 3) i = 6; 4) i = 7; 5) i = 12;

6) нет верного ответа.

4.Идеальный газ перевели из состояния Р0, V0 в состояние 2Р0, V0. Как при этом изменилась его внутренняя энергия?

Варианты ответа: 1) увеличилась; 2) не изменилась; 3) уменьшилась.

5. при изохорическом процессе в газе - student2.ru Сравнить работы, производимые газом в циклах I и II (рис. 3.21)

Варианты ответа:

1) А1 = А2; 2) А1 < А2; 3) А1 > А2.

6.Газ, совершающий цикл Карно, получает теплоту Q1 = 60 кДж. Определить работу газа, если температура нагревателя в 3 раза больше температуры холодильника.

Варианты ответа: 1) 10 Дж; 2) 20 Дж; 3) 30 Дж; 4) 40 Дж; 5) 50 Дж;

6) нет верного ответа.

7. при изохорическом процессе в газе - student2.ru Один моль идеального одноатомного газа переходит из состояния I в состояние II одним из трех способов (рис. 3.22). Сравнить изменение внутренней энергии DU, приращение энтропии DS, количество теплоты Q, полученное газом в процессах 1, 2, 3.

Варианты ответа:

1) DU1 = DU2 = DU3; 2) DU1 = DU2 > DU3;

3) DU1 > DU2 > DU3; 4) DU1 < DU2 < DU3;

5) Q1 = Q 2 = Q 3; 6) Q 1 > Q 2 > Q 3; 7) Q 1 < Q 2 < Q 3;

8) DS1 = DS2 = DS3; 9) DS1 > DS2 >DS3; 10) DS1 < DS2 < DS3.

8.Как изменяется статистический вес состояния газа в процессах: а)при неизменном объеме увеличивается внутренняя энергия; б) при неизменной внутренней энергии увеличивается объем?

Варианты ответа: 1) уменьшается; 2) увеличивается; 3) не изменяется.

9.

 
  при изохорическом процессе в газе - student2.ru

Тепловая машина работает по циклу, состоящему из двух изобар 1-2 и 3-4 и двух изохор 2-3 и 4-1 (рис. 3.23). За один цикл работы тепловой машины энтропия рабочего тела…

1) возрастает; 2) уменьшается; 3) не изменяется.

10.Термодинамическая система включает цилиндр с газом, снабженный подвижным поршнем. Какой из графиков на рис. 3.24 представляет зависимость энтропии от времени в процессе квазистатического изотермического сжатия?

11.Газ расширяется обратимо: а) изотермически; б) изобарически; в) адиабатически. Начальные и конечные объемы во всех процессах совпадают. В каких случаях приращение энтропии газа минимально и максимально?

12.Для цикла, изображенного на рис. 3.25 (цикл Карно), определить теплоту Q1, получаемую рабочим телом от нагревателя, теплоту Q2 , отдаваемую рабочим телом холодильнику, и КПД цикла.

Вариант 2

1.Газ расширяется изобарически. Какие соотношения при этом справедливы? (DU – изменение внутренней энергии, А – работа, Q – количество теплоты)?

Варианты ответа: 1) DU = 0; 2) DU > 0; 3) DU < 0;

4) А = 0; 5) А >0; 6) А < 0;

7) Q = 0; 8) Q > 0; 9) Q < 0.

2.Молекулы двухатомного газа полностью диссоциированы. Как изменилась удельная теплоемкость газа? Молекулы газа считать жесткими.

Варианты ответа: 1)уменьшилась; 2) увеличилась; 3) не изменилась.

3.Определить число степеней свободы для молекул азота N2. Считать, что имеют место все виды движений.

Варианты ответа: 1) i = 3; 2) i = 5; 3) i = 6; 4) i = 7; 5) i = 8;

6) нет верного ответа.

4.В закрытом баллоне находится газ. При охлаждении его внутренняя энергия уменьшилась на 525 Дж. Какое количество теплоты отдал газ?

при изохорическом процессе в газе - student2.ru Варианты ответа: 1) 525 Дж; 2) 262,5 Дж; 3) 1050 Дж;

4) нет верного ответа.

5.Сравнить количество теплоты, полученное системой Q1 и отданное системой Q2 в цикле, изображенном на рис. 3.26.

Варианты ответа: 1) Q1 > Q2; 2) Q1 < Q2;

3) Q1 = Q2.

6.Водород совершает цикл Карно. При адиабатическом расширении давление уменьшается в 2 раза. КПД цикла…

при изохорическом процессе в газе - student2.ru 1) 0,18; 2) 0,12; 3) 0,26;

4) 0,10; 5) 0,31;

6) нет верного ответа.

7.На каких стадиях циклического процесса, представленного графиком (рис. 3.27), энтропия газа возрастает?

Варианты ответа: 1)I, 2) II, 3) III.

8.Макроскопическая система находится при температуре Т = 350 К. Какое количество теплоты Q требуется для изотермического увеличения статистического веса в n = 1.0∙109 раз

Варианты ответа: 1) 2∙10-5; 2) 1∙10-7; 3) 1∙10-19; 4) 3∙10-23; 5) 7∙10-15

9.

 
  при изохорическом процессе в газе - student2.ru

Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно (рис. 3.28), состоящему из двух изотерм 1-2 и 3-4 и двух адиабат 2-3 и 4-1. За один цикл работы тепловой машины энтропия рабочего тела…

1)… возрастает; 2)… не изменяется; 3)… уменьшается.

10. при изохорическом процессе в газе - student2.ru Из начального состояния 0 газ переходит в другие состояния 1, 2, 3, 4 различными способами (рис. 3.29). Какой график зависимости энтропии от температуры какому изопроцессу соответствует?

11.Мяч падает с одной и той же высоты: а) на гладкий пол; б) на рыхлый грунт. Сравнить приращения энтропии в системе взаимодействующих тел в обоих случаях.

Варианты ответа: 1) DSа = DSб; 2) DSа > DSб; 3) DSа < DSб.

12.На рис. 3.30 изображен цикл Карно. Тепло подводится на участке…

Варианты ответа: 1) 1-2, 2) 4-1, 3) 2-3, 4) 3-4.

Библиографический список

ДетлафА. А. Курс физики: учеб. пособие для втузов/ А. А.Детлаф, Б. М. Яворский. – М.: Высш. шк., 2000.

ЗисманГ.А. Курс общей физики/ Г.А.Зисман, М.Х. Тодес. - М.: Высш. шк.,1988.

КухлингХ. Справочник по физике/ Х. Кухлинг. - М.: Мир, 1982.

СавельевИ. В. Курс общей физики: учеб. пособие для втузов: в 3т./ И. В. Савельев. – М.: Наука, 1988 1т.

ТрофимоваТ. И. Курс физики: учеб. пособие для вузов/ Т. И. Трофимова. – 6-е изд., – М.: Высш. шк., 2000.

Наши рекомендации