Молекулярная физика и термодинамика для студентов специальностей "Физик а"


НазваниеМолекулярная физика и термодинамика для студентов специальностей "Физик а"
страница1/2
Дата публикации08.02.2014
Размер0.53 Mb.
ТипДокументы
referatdb.ru > Физика > Документы
  1   2



Учреждение образования

«Брестский государственный университет имени А. С. Пушкина»


МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
К ПРАКТИЧЕСКИМ ЗАНЯТИЯМ ПО ОБЩЕЙ ФИЗИКЕ
МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА
для студентов специальностей "Ф и з и к а",

«Физика и информатика»,

«Физика и математика»

физических факультетов университетов

Брест 2008

  • УДК 536.7:539.1

ББК 22.3
Составитель

Доктор физико-математических наук, профессор

А. Ф. Ревинский


Рецензент

Кандидат физико-математических наук, доцент

В. C. Cекержицкий

Печатается по решению редакционно-издательского

совета БрГУ имени А. С. Пушкина


Ревинский, А.Ф.

Молекулярная физика и термодинамика : методические указания к практическим занятиям для студ. специальностей «Физика», «Физика и информатика», «Физика и математика» физич. фак-тов ун-тов / Сост. А. Ф. Ревинский, Брест. гос. ун-т. – Брест : Изд-во БрГУ, 2008. – 29 с. – 38 экз.
Для каждого занятия указаны контрольные вопросы, изучение которых необходимо при подготовке к очередному занятию. Помещенные в указаниях задачи предполагается решать часть в аудитории, а часть – в домашних условиях.

Предназначены для практических занятий по курсу общей физики (раздел – молекулярная физика и термодинамика) и составлены в соответствии с действующей программой.


  • УДК 531.7:539.1

ББК 22.3

© БрГУ имени А.С. Пушкина, 2008

З а н я т и е № 1
Тема: ^ ЗАКОНЫ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА
Вопросы:

  1. Какой газ называется идеальным?

  2. Сформулировать законы Бойля-Мариотта, Шарля и Гей-Люссака.

  3. Представить данные законы графически.


Задачи:

  1. Цилиндрическая пипетка длиной наполовину погружена в ртуть. Ее закрывают пальцем и вынимают. Часть ртути вытекает. Какой длины столбик останется в пипетке? Атмосферное давление .

  2. Посередине откачанного и запаянного с обоих концов горизонтального капилляра находится столбик ртути длиной . Если капилляр поставить вертикально, то столбик ртути переместится на . До какого давления был откачан капилляр? Длина капилляра

  3. Объем пузырька воздуха по мере всплывания его со дна озера на поверхность увеличивается в 3 раза. Какова глубина озера?

  4. При нагревании газа при постоянном объеме на давление увеличилось на . При какой начальной температуре находился газ?

  5. Запаянная с одного конца цилиндрическая трубка длиной погружается в воду до тех пор, пока ее запаянный конец не окажется на одном уровне с поверхностью воды (см. рис.1). Когда температура воздуха в трубке и воды уравнялась, оказалось, что вода в трубке поднялась на высоту . Найти начальную температуру воздуха в трубке, если температура воды , а атмосферное давление .

  6. Аэростат с эластичной герметической оболочкой поднимается в атмосфере. Температура и давление воздуха уменьшаются с высотой. Зависит ли подъемная сила аэростата от давления и температуры?

  7. Фабричная труба высотой выносит дым при температуре . Определить статическое давление , производящее тягу в трубе. Температура воздуха . Плотность воздуха при .

  8. Найти число ходов поршня, чтобы поршневым воздушным насосом откачать сосуд емкостью от давления до давления , если емкость хода поршня равна . Вредным пространством пренебречь.

З а н я т и е № 2
Тема: ^ УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА
Вопросы:

  1. Получить уравнение состояния идеального газа при использовании объединенного газового закона.

  2. Дать определение моля газа.

  3. Как определить массу моля любого вещества?


Задачи:

  1. В барометрическую трубку при нормальных условиях попал воздух, вследствие чего барометр показал давление . Какова плотность воздуха над ртутью?

  2. В баллоне находилось газа при . Найти, какую массу газа взяли из баллона, если окончательное давление стало равным . Температура постоянная.

  3. В одном баллоне емкостью находится газ под давлением , а в другом – тот же газ под давлением . Баллоны, температура которых одинакова, соединены трубкой с краном. Если открыть кран, то в обоих баллонах устанавливается давление . Какова емкость второго баллона?

  4. Тонкостенный химический стакан вместимостью и массой погружают в воду, держа его вверх дном. На какой минимальной глубине он перестанет всплывать и начнет погружаться? Атмосферное давление нормальное, изменение температуры воды с глубиной не учитывать.

  5. Расположенный горизонтально цилиндрический сосуд, заполненный идеальным газом, разделен поршнем, который может двигаться без трения. В равновесии поршень находится посредине цилиндра. При малых смещениях из положения равновесия поршень совершает колебания. Найти зависимость частоты этих колебаний от температуры, считая процесс изотермическим.

  6. Спутник погрузился в тень Земли. При этом температура внутри спутника, равная вначале , упала на , из-за чего давление воздуха понизилось на величину . Определить массу воздуха в спутнике, если его объем .

  7. Определить наименьшее возможнее давление идеального газа в процессе, происходящем по закону , где и – положительные постоянные, V – объем одного моля газа.

  8. Найти максимально возможную температуру идеального газа в каждом из нижеследующих процессов: а) ; б) , где и – положительные постоянные, – объем одного моля газа.

  9. В цилиндрическом сосуде находится в равновесии тяжелый поршень (см. рис. 2). Над поршнем и под ним находятся одинаковые массы газа при одинаковой температуре. Отношение верхнего объема к нижнему равно 3. Какое будет соотношение объемов, если температуру увеличить в 2 раза?

  10. В лазерном термоядерном синтезе крошечная таблетка дейтерия сжимается до концентрации при температуре . Найти давление дейтерия внутри таблетки.



З а н я т и е № 3
Тема: ^ ЗАКОНЫ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА

ПРИМЕНИТЕЛЬНО К СМЕСЯМ ГАЗОВ
Вопросы:

  1. Дать определение парциального давления.

  2. Сформулировать закон Дальтона.


Задачи:

  1. Гремучим газом называется смесь одной весовой части водорода и восьми весовых частей кислорода. Определить плотность гремучего газа при нормальных условиях.

  2. Приняв, что воздух по весу состоит из азота, кислорода и аргона, найти массу воздуха.

  3. Баллон объемом содержит смесь водорода и гелия при температуре и давлении . Масса смеси равна . Определить массу водорода и гелия.

  4. В баллоне объемом находится смеси гелия с кислородом при температуре и давлении . Найти парциальные давления гелия и кислорода.

  5. Газовая смесь, состоящая из кислорода и азота, находится в баллоне под давлением . Считая, что масса кислорода составляет от массы смеси, определить парциальные давления и отдельных газов.

  6. Какое число частиц находится в одном грамме кислорода, если степень его диссоциации составляет ?

  7. В сосуде объемом при температуре находится газообразного фтора, степень диссоциации которого составляет . Найти парциальные давления атомарного и молекулярного фтора соответственно.

  8. В баллоне находится водорода и кислорода при температуре . Водород соединяется с кислородом, и после того, как реакция закончилась, давление внутри баллона увеличилось в 3 раза. Найти установившуюся температуру.


З а н я т и е № 4
Тема: ^ КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ГАЗОВ
Вопросы:

  1. Сформулировать основные положения молекулярно-кинетической теории.

  2. Записать основное уравнение молекулярно-кинетической теории.

  3. Дать определение средней квадратичной, средней арифметической и наиболее вероятной скоростей. Записать выражения для данных скоростей.

  4. Сформулировать физический смысл давления.


Задачи:

  1. Давление и плотность двух газов равны соответственно: Сравнить средние квадратичные скорости данных газов.

  2. Во сколько раз средняя квадратичная скорость пылинок, взвешенных в воздухе, меньше средней квадратичной скорости молекул азота? Масса пылинки

  3. В сосуде объемом находится газ под давлением . Чему равна суммарная кинетическая энергия поступательного движения молекул газа?

  4. Пучок молекул кислорода, имеющих скорость , падает на стенку под углом к ее нормали. Концентрация молекул в пучке . Найти давление пучка на стенку.

  5. Спутник сечения движется с первой космической скоростью по околоземной орбите. Давление воздуха , температура . Определить число столкновений спутника с молекулами воздуха в единицу времени.

  6. Полностью ионизованная термоядерная плазма водорода находится при температуре . Концентрация электронов . а). Найти средние арифметические скорости протонов и электронов. б). Рассчитать парциальное давление электронного газа. в). Рассмотреть случаи дейтерия и трития.

  7. От чего зависит показание термометра, прикрепленного снаружи к спутнику с его теневой стороны?

  8. Найти парциальное давление электронного газа, а также значения средних скоростей для электронной подсистемы ионосферной плазмы. При температуре концентрация электронов .


З а н я т и е № 5
Тема: ^ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МАКСВЕЛЛА
Вопросы:

  1. Дать определение функции распределения.

  2. Как рассчитать средние значения физических величин при помощи функции распределения?

  3. Записать распределение Максвелла.

  4. Записать формулы для наиболее вероятной и средней арифметической скоростей.


Задачи:

  1. Преобразовать функцию распределения Максвелла, перейдя от переменной к переменной , где – наиболее вероятная скорость.

  2. Получить, используя распределение Максвелла, приближенную формулу расчета относительного числа частиц, скорости которых находятся в интервале от до .

  3. Какая часть молекул азота при обладает скоростями от до ?

  4. Температура термоядерной водородной плазмы составляет . Пороговая скорость, начиная с которой происходит слияние двух протонов, . Оценить относительное число протонов, участвующих в термоядерном синтезе.

  5. Найти с помощью распределения Максвелла скорость истечения из сосуда газа в вакуум из отверстия площадью S.

  6. Зная функцию распределения молекул по скоростям, найти функцию распределения молекул: а) по импульсам; б) по энергиям.

З а н я т и е № 6
Тема: ^ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ БОЛЬЦМАНА.

БАРОМЕТРИЧЕСКАЯ ФОРМУЛА
Вопросы:

  1. Записать распределение Больцмана.

  2. Вывести барометрическую формулу.


Задачи:

  1. У поверхности Земли молекул гелия почти в раз меньше, чем молекул азота. На какой высоте число молекул гелия будет равно числу молекул азота? .

  2. При наблюдении в микроскоп взвешенных частиц гуммигута обнаружено, что среднее число их в слоях, расстояние между которыми , отличается друг от друга в n = 2 раза. Температура среды . Диаметр частиц и их плотность на больше плотности окружающей жидкости. Найти число Авогадро.

  3. Закрытую с обоих торцов горизонтальную трубку длины перемещают с постоянным ускорением а, направленным вдоль ее оси. Внутри трубки находится аргон при температуре . При каком значении a концентрации аргона вблизи торцов трубки будут отличаться друг от друга на = .

  4. Пассажирский самолет совершает полеты на высоте . Чтобы не снабжать пассажиров кислородными масками, в кабинах при помощи компрессора поддерживается постоянное давление, соответствующее высоте . Найти разность давлений внутри и снаружи кабины. Среднюю температуру наружного воздуха считать равной .

  5. Имеется сепаратор радиуса R, внутри которого находится газ с молярной массой . Найти распределение концентрации вдоль радиуса, если сепаратор вращается с угловой скоростью . На периферии сепаратора устанавливается концентрация n0 . Температура газа Т.

  6. Найти давление воздуха в шахте глубиной . На поверхности Земли давление . Температура воздуха не зависит от высоты и равна .

  7. Температура газа изменяется с высотой h по закону

где – постоянная величина. Найти закон изменения с высотой давления газа. При давление газа . Масса моля газа .


З а н я т и е № 7
Тема: ^ СРЕДНЯЯ ДЛИНА СВОБОДНОГО ПРОБЕГА

И СРЕДНЕЕ ЧИСЛО СТОЛКНОВЕНИЙ МОЛЕКУЛ
Вопросы:

  1. Дать определение эффективного диаметра молекул.

  2. Что такое длина свободного пробега.

  3. Записать формулу для средней длины свободного пробега молекул.


Задачи:

  1. Баллон вместимостью содержит водород массой . Определить среднюю длину свободного пробега молекул.

  2. Найти среднюю продолжительность свободного пробега молекул кислорода при давлении и при .

  3. Определить число всех столкновений между молекулами, которые произойдут в течение в азота при нормальных условиях.

  4. Какое давление нужно создать в колбе диаметром , содержащей азот при температуре , чтобы получить вакуум?

  5. Найти зависимость средней длины свободного пробега молекул от температуры при следующих процессах: I) изохорическом; 2) изобарическом. Изобразить эти зависимости на графиках.

  6. Найти зависимость среднего числа столкновений молекулы идеального газа в от давления при следующих процессах: I) изохорическом; 2) изотермическом. Изобразить эти зависимости на графиках.

  7. В сферическом сосуде диаметром находится азот при температуре . При каком давлении молекулы азота не будут сталкиваться друг с другом?

  8. В баллоне диаметром находится гелия при температуре . Какова частота соударений каждой молекулы со стенкой?

З а н я т и е № 8
Тема: ^ ЯВЛЕНИЯ ПЕРЕНОСА
Вопросы:

  1. Объяснить механизм теплопроводности в идеальном газе.

  2. Записать формулу для количества теплоты, переносимого вследствие теплопроводности.

  3. Объяснить механизм внутреннего трения и диффузии в жидкостях и газах.

  4. Записать выражение для коэффициентов теплопроводности, внутреннего трения и диффузии.


Задачи:


  1. Сколько нужно сжечь каменного угля в печи, к.п.д. которой , чтобы восполнить потерю тепла за сутки через кирпичную стену площадью и толщиной , если температура внутренней поверхности стены , а внешней . Коэффициент теплопроводности кирпича равен , удельная теплота сгорания угля .

  2. Найти коэффициент теплопроводности водорода, если известно, что коэффициент внутреннего трения при этих условиях равен .

  3. Найти коэффициент теплопроводности воздуха при температуре и давлении . Диаметр молекулы воздуха принять равным .

  4. Для гелия коэффициент вязкости при равен . Определить диаметр молекул гелия.

  5. В результате некоторого процесса коэффициент вязкости идеального газа увеличился в 2 раза, а коэффициент диффузии в 4 раза. Как и во сколько раз изменилось давление газа?

  6. Найти зависимость коэффициента теплопроводности от температуры при следующих процессах: I) изобарическом; 2) изохорическом. Изобразить данные зависимости на графиках.

  7. Определить зависимость коэффициента внутреннего трения от давления при следующих процессах: I) изотермическом; 2) изохорическом. Изобразить эти зависимости на графиках.

  8. Теплопроводность газа, как известно, не зависит от концентрации молекул газа. Объяснить, зачем из пространства между двойными стенками сосуда Дьюара выкачивают воздух?

  9. Почему металл и дерево одной и той же температуры на ощупь кажутся неодинаково нагретыми? Почему бумага, плотно намотанная на металлический стержень, на огне не загорается?


З а н я т и е № 9
Тема: ТЕПЛОЕМКОСТЬ
Вопросы:

  1. Дать определение теплоемкости.

  2. Что такое степени свободы? Определить число степеней свободы для разных молекул.

  3. Сформулировать теорему о равнораспределении.

  4. Записать формулы для теплоемкостей идеального газа.

  5. Записать уравнение Майера.


Задачи:


  1. Определить удельные теплоемкости при постоянном давлении и постоянном объеме следующих газов: I) аргона, 2) кислорода, 3) углекислого газа, 4.) аммиака (NH3).

  2. Плотность некоторого газа при нормальных условиях . Отношение теплоемкостей . Определить удельные теплоемкости и этого газа.

  3. Определить для газовой смеси, состоящей из гелия и углекислого газа.

  4. Определить удельные теплоемкости Ср и Cv смеси, состоящей из азота, гелия и аргона.

  5. Чему равна степень диссоциации кислорода, если удельная теплоемкость его при постоянном давлении равна ?

  6. Чему равна энергия вращательного движения молекул, содержащихся в азота при температуре ?

  7. двухатомного газа находится под давлением и имеет плотность . Найти энергию поступательного и вращательного движения молекул газа при этих условиях.

  8. Газ, состоящий из жестких двухатомных молекул, находится при температуре . Вычислить среднюю квадратичную угловую скорость вращения молекулы, если ее момент инерции .

  9. Масса органического соединения, имеющего формулу , при давлении и температуре занимает в газообразном состоянии объем . Найти и удельные теплоемкости данного вещества.



З а н я т и е № 10
Тема: ТЕПЛООБМЕН
Вопросы:

  1. Дать определение удельной теплоты испарения и плавления,

  2. Записать уравнение теплового баланса.


Задачи:

  1. В калориметре смешали два объема воды с массами и , имеющими начальную температуру соответственно и . Найти температуру смеси в состоянии равновесия.

  2. Смесь, состоящую кг воды ( ) и льда ( ), находящихся при , нужно нагреть до температуры путем пропускания пара, температура которого . Определить необходимое количество пара.

  3. На электроплитке с к.п.д. нагревалась медная кастрюля с водой. Масса кастрюли , масса воды . Какова мощность электроплитки, если процесс нагревания до кипения длился и при этом 15% воды испарилось? Начальная температура воды .

  4. В электрический чайник налили холодную воду . Через время после включения чайника вода закипела. Через какое время она полностью испарится? Потерями теплоты пренебречь.

  5. В калориметр, содержащий воды и льда при , вливают воды при температуре . Какая температура установится в нем?

  6. Железный шарик радиусом , нагретый до температуры , положили на лед, температура которого . На какую глубину погрузится шарик в лед? Нагреванием воды пренебречь. Считать, что шарик погрузился в лед полностью.

  7. На плите стоит кастрюля с водой. При нагревании температура воды увеличилась от до за . Какая доля теплоты, получаемая водой при нагревании, рассеивается в окружающее пространство, если известно, что время остывания этой же воды от до равно ?

  8. В калориметре при температуре t0 находится вода, теплоемкость которой равна . В воду погружают металлический шарик с теплоемкостью при температуре . После установления теплового равновесия шарик, вынимают, нагревают до прежней температуры и вновь опускают в воду. Найти температуру воды после погружений шарика.

  9. Пробирка, содержащая воды, помешается в охлаждающую смесь, где вода переохлаждается до . Затем пробирка вынимается и встряхивается, причем часть воды замерзает. Найти массу замерзшей воды, пренебрегая теплообменом между водой и стенками пробирки.



З а н я т и е № 11
Тема:^ ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ
Вопросы:

  1. Дать определение внутренней энергии термодинамической системы.

  2. Определить понятия количества теплоты и работы как формы передачи энергии.

  3. Является ли бесконечно малое приращение количества тепла в математическом отношении полным дифференциалом?

  4. В чем состоит содержание первого закона термодинамики?


Задачи:

  1. Двухатомному газу сообщено тепла. При этом газ расширяется при . Найти работу и изменение внутренней энергии.

  2. В сосуде под поршнем находится азота. Какое количество тепла надо затратить, чтобы нагреть азот на ? На сколько при этом поднимется поршень? Масса поршня , площадь . Давление над поршнем .

  3. Во время изобарического сжатия при начальной температуре объем кислорода уменьшился в 1,25 раза. Определить работу сжатия и количество отведенной теплоты.

  4. В цилиндре диаметром содержится двухатомного газа. На сколько следует увеличить нагрузку поршня при подводе теплоты, чтобы поршень не пришел в движение?

  5. Моль трехатомного газа, имевший первоначальную температуру , расширяется изобарически до тех пор, пока его объем не возрастет в 2 раза. Затем газ охлаждается изохорически до первоначальной температуры . Определить работу, изменение внутренней энергии и количество теплоты, переданное системе.

6. Один моль одноатомного идеального газа расширяется так, что его объем все время остается пропорциональным давлению. Давление газа увеличивается от до . Найти коэффициент пропорциональности, если во время расширения газу сообщается количество теплоты .

7. молей идеального газа расширяются так, что квадрат объема пропорционален абсолютной температуре. Определить работу газа при повышении температуры от до .

8. В вертикальном цилиндре с площадью поперечного сечения ^ S под поршнем массой M находится моль идеального одноатомного газа. В некоторый момент газу начинает передаваться за единицу времени количество теплоты . Определить установившуюся скорость движения поршня при условии, что давление над поршнем постоянно и равно .

9. В газовом процессе, для которого ~ . Найти значение . Масса газа постоянна.

10. Верна ли формула для изменения внутренней энергии для изобарного процесса?

З а н я т и е № 12
Тема: ^ ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ
Вопросы:

  1. Дать определение адиабатического процесса.

  2. Записать уравнение Пуассона.

  3. Как рассчитать величину работы при изотермическом и адиабатическом процессах?

  4. Почему первый закон термодинамики эквивалентен утверждению о невозможности построения вечного двигателя первого рода?



Задачи:

1. При адиабатическом сжатии кислорода массой совершена работа . Определить конечную температуру газа, если до сжатия кислород находился при температуре .

2. При адиабатическом сжатии кислорода массой его внутренняя энергия увеличилась на и температура повысилась до . Найти: I) повышение температуры , 2) конечное давление газа , если начальное .

3. При адиабатическом сжатии газа его объем уменьшился в , а давление увеличилось в . Определить .

4. Волейбольный мяч массой и объемом накачан до избыточного давления . Мяч был подброшен на высоту и после падения на твердый грунт подскочил на ту же высоту. Определить максимальную температуру воздуха в мяче в момент удара о грунт. Температура наружного воздуха .

5. В цилиндре под поршнем находится двухатомного газа при . Сначала газ расширялся адиабатически так, что его объем увеличился в 5 раз, а затем сжимался изотермически до первоначального объема. Определить произведенную работу.

6. Два киломоля гелия, находящихся под давлением и при температуре , сжимают изотермически до давления . Определить количество теплоты, отданное газом термостату.

7. В четырехтактном двигателе дизеля засосанный атмосферный воздух в объеме подвергается 12-кратному сжатию. Предполагая процесс сжатия адиабатным, определить конечное давление, конечную температуру и работу сжатия, если начальное давление и температура равны и .

8. Сообщающиеся сосуды с поршнями площадью и заполнены одноатомным идеальным газом с параметрами . См. рис. 3. На левый поршень действуют с силой, возрастающей от нуля до , совершая работу . Правый поршень сжимает упругую пружину с коэффициентом жесткости . Какое максимальное количество теплоты может при этом выделиться в окружающую среду? До какой максимальной температуры может нагреться газ?

9. Один моль идеального газа с показателем адиабаты совершает процесс, при котором давление зависит от температуры по закону , где и – постоянные. Найти работу, которую произведет газ, если температура испытает приращение .
З а н я т и е № I3
Тема: ^ ЦИКЛ КАРНО. ОБРАТИМЫЕ И НЕОБРАТИМЫЕ ПРОЦЕССЫ
Вопросы:

  1. Как работает машина Карно.

  2. Сформулировать теорему Карно.

  3. Дать определение обратимого и необратимого процессов.

  4. Как вычислить к.п.д. тепловой машины.


Задачи:

  1. Паровая машина мощностью в потребляет за работы угля с теплотворной способностью . Температура котла , температура холодильника . Найти фактический к.п.д. машины и сравнить его с к.п.д. , тепловой машины, работающей по циклу Карно между теми же температурами.

  2. Идеальный газ, совершающий цикл Карно, 2/3 количества теплоты, полученного от нагревателя, отдает холодильнику. Температура холодильника равна . Определить температуру нагревателя.

  3. Идеальный двухатомный газ совершает цикл Карно. Объем газа в начале и конце адиабатического расширения равны соответственно и . Найти к.п.д. цикла.

  4. Моль одноатомного газа нагревается обратимо от до . В процессе нагревания давление газа изменяется с температурой по закону , где – постоянная. Определить количество тепла, полученное газом при нагревании.

  5. Найти работу, совершаемую одним молем одноатомного идеального газа за цикл (рис. 4) и к.п.д. этого цикла. Величины известны.

  6. Над молем идеального двухатомного газа совершают цикл из двух изобар и двух изохор (рис. 5). Температуры в точках I и 3 равны соответственно и . Определить количество теплоты, полученной газом за цикл, если известно, что точки 2 и 4 лежат на одной изотерме.

  7. Цикл состоит из адиабаты, изотермы и изобары. Изотермический процесс происходит при минимальной температуре цикла ^ Т. Начертить цикл на диаграмме , и найти его к.п.д., если при изобарическом расширении объем увеличивается в n раз, а рабочим телом является один моль двухатомного газа.

  8. Идеальный газ с показателем адиабаты совершает цикл (рис. 6), в пределах которого абсолютная температура изменяется в n раз. Найти к.п.д. этого цикла.


З а н я т и е № 14
Тема: ^ ТЕПЛОВЫЕ И ХОЛОДИЛЬНЫЕ МАШИНЫ
Вопросы:

  1. Дать определение тепловой машины.

  2. Назвать основные элементы любой тепловой машины.

  3. Как рассчитать к.п.д. любой тепловой машины?


Задачи:

  1. Какую работу совершают внешние силы в идеальной холодильной машине, работающей по обратному циклу Карно, чтобы унести из холодильника, температура которого , теплоты? Температура охлаждающей воды .

  2. Холодильник мощностью за время превратил в лед литров воды, которая первоначально имела температуру . Какое количество теплоты выделилось в комнате за это время?

  3. Идеальный многоатомный газ нагревают при постоянном объеме так, что его давление возрастает в 2 раза. После этого газ адиабатически расширяется до начального давления и затем изобарически сжимается до начального объема. Определить к.п.д. цикла.

  4. Найти выражение для к.п.д. карбюраторного четырехтактного двигателя внутреннего сгорания, работающего по циклу Отто, состоящему из двух адиабатических и двух изохорических процессов (рис.7). Параметром цикла является величина – степень сжатия горючей смеси, которую можно считать идеальным газом.

  5. Цикл четырехтактного двигателя Дизеля (рис. 8) состоит из следующих процессов: I) всасывание в цилиндр воздуха; 2) адиабатическое сжатие воздуха до давления Р2 , в конце сжатия впрыскивается топливо; 3) сгорание топлива с расширением при постоянном давлении; 4) адиабатическое расширение продуктов горения; 5) изохорический отвод тепла из цилиндра – выхлоп. Найти к.п.д. этого цикла в зависимости от степени сжатия и степени предварительного расширения .


З а н я т и е № 15
Тема: ^ РАСЧЕТ ИЗМЕНЕНИЯ ЭНТРОПИИ.
  1   2

Похожие рефераты:

Молекулярная физика и термодинамика
Ч. Молекулярная физика и термодинамика / И. И. Проневич, Р. Г. Пинчук, И. В. Приходько, В. Я. Матюшенко; м-во образования Респ. Беларусь,...
Программа для поступающих в магистратуру по специальности 1-31 80 05 «физика»
Все вопросы программы сосредоточены по разделам: механика, молекулярная физика, термодинамика и статистическая физика, электричество...
Программа для поступающих в магистратуру по специальности 1-31 80 05 «Физика»
Все вопросы программы сосредоточены по разделам: механика, молекулярная физика, термодинамика и статистическая физика, электричество...
Программа обучения студентов (Syllabus) по дисциплине Термодинамика...
...
Самостоятельная работа по учебным пособиям Этот вид занятий является...
Механика. Молекулярная физика и термодинамика: Пособие для самостоятельной работы студентов инженерно-технических специальностей...
Каталог электронного программного обеспечения
Открытая физика. Часть 1: Механика. Механические колебания и волны. Термодинамика и молекулярная физика. Под редакцией профессора...
Программа по физике состоит из семи разделов: механика, молекулярная...
Амбросова Е. П. – начальник учебно-методического отдела иппк мчс республики Беларусь
Литература Основная
Д. В. Сивухин. Общий курс физики. Т. Термодинамика и молекулярная физика. М.: Наука, 1979, с. 515
Пояснительная записка Молекулярная физика и термодинамика объединяют два основных метода исс
Начальник управления высшего и среднего специального образования Министерства образования
Программа дисциплины «Молекулярная физика» для преподавателя Редакция...
Одобрено и рекомендовано к изданию на заседании Учебно-методического совета университета

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
referatdb.ru
referatdb.ru
Рефераты ДатаБаза