Холодильная машина за один цикл отбирает у охлаждаемого тела 24 кДж теплоты и передаёт окружающей среде 32 кДж. Определите холодильный коэффициент машины — отношение теплоты, отобранной у холодного тела, к работе внешних сил за цикл.
По закону сохранения энергии работа внешних сил A=Qгор−Qхол=32−24=8 кДж.
Холодильный коэффициент ε=Qхол/A=24/8=3.
Ответ: 3.
По закону сохранения энергии работа внешних сил A=Qгор−Qхол=32−24=8 кДж.
Холодильный коэффициент ε=Qхол/A=24/8=3.
Ответ: 3.
Холодильная машина за один цикл отбирает у охлаждаемого тела 15 кДж теплоты и передаёт окружающей среде 21 кДж. Определите холодильный коэффициент машины — отношение теплоты, отобранной у холодного тела, к работе внешних сил за цикл.
По закону сохранения энергии работа внешних сил A=Qгор−Qхол=21−15=6 кДж.
Холодильный коэффициент ε=Qхол/A=15/6=2,5.
Ответ: 2,5.
По закону сохранения энергии работа внешних сил A=Qгор−Qхол=21−15=6 кДж.
Холодильный коэффициент ε=Qхол/A=15/6=2,5.
Ответ: 2,5.
Холодильная машина за один цикл отбирает у охлаждаемого тела 20 кДж теплоты и передаёт окружающей среде 28 кДж. Определите холодильный коэффициент машины — отношение теплоты, отобранной у холодного тела, к работе внешних сил за цикл.
По закону сохранения энергии работа внешних сил A=Qгор−Qхол=28−20=8 кДж.
Холодильный коэффициент ε=Qхол/A=20/8=2,5.
Ответ: 2,5.
По закону сохранения энергии работа внешних сил A=Qгор−Qхол=28−20=8 кДж.
Холодильный коэффициент ε=Qхол/A=20/8=2,5.
Ответ: 2,5.
Холодильная машина за один цикл отбирает у охлаждаемого тела 18 кДж теплоты и передаёт окружающей среде 24 кДж. Определите холодильный коэффициент машины — отношение теплоты, отобранной у холодного тела, к работе внешних сил за цикл.
По закону сохранения энергии работа внешних сил A=Qгор−Qхол=24−18=6 кДж.
Холодильный коэффициент ε=Qхол/A=18/6=3.
Ответ: 3.
По закону сохранения энергии работа внешних сил A=Qгор−Qхол=24−18=6 кДж.
Холодильный коэффициент ε=Qхол/A=18/6=3.
Ответ: 3.
Холодильная машина за один цикл отбирает у охлаждаемого тела 12 кДж теплоты и передаёт окружающей среде 16 кДж. Определите холодильный коэффициент машины — отношение теплоты, отобранной у холодного тела, к работе внешних сил за цикл.
По закону сохранения энергии работа внешних сил A=Qгор−Qхол=16−12=4 кДж.
Холодильный коэффициент ε=Qхол/A=12/4=3.
Ответ: 3.
По закону сохранения энергии работа внешних сил A=Qгор−Qхол=16−12=4 кДж.
Холодильный коэффициент ε=Qхол/A=12/4=3.
Ответ: 3.
Холодильная машина за один цикл отбирает у охлаждаемого тела 24 кДж теплоты и передаёт окружающей среде 32 кДж. Определите холодильный коэффициент машины — отношение теплоты, отобранной у холодного тела, к работе внешних сил за цикл.
По закону сохранения энергии работа внешних сил A=Qгор−Qхол=32−24=8 кДж.
Холодильный коэффициент ε=Qхол/A=24/8=3.
Ответ: 3.
По закону сохранения энергии работа внешних сил A=Qгор−Qхол=32−24=8 кДж.
Холодильный коэффициент ε=Qхол/A=24/8=3.
Ответ: 3.
Холодильная машина за один цикл отбирает у охлаждаемого тела 15 кДж теплоты и передаёт окружающей среде 21 кДж. Определите холодильный коэффициент машины — отношение теплоты, отобранной у холодного тела, к работе внешних сил за цикл.
По закону сохранения энергии работа внешних сил A=Qгор−Qхол=21−15=6 кДж.
Холодильный коэффициент ε=Qхол/A=15/6=2,5.
Ответ: 2,5.
По закону сохранения энергии работа внешних сил A=Qгор−Qхол=21−15=6 кДж.
Холодильный коэффициент ε=Qхол/A=15/6=2,5.
Ответ: 2,5.
Холодильная машина за один цикл отбирает у охлаждаемого тела 20 кДж теплоты и передаёт окружающей среде 28 кДж. Определите холодильный коэффициент машины — отношение теплоты, отобранной у холодного тела, к работе внешних сил за цикл.
По закону сохранения энергии работа внешних сил A=Qгор−Qхол=28−20=8 кДж.
Холодильный коэффициент ε=Qхол/A=20/8=2,5.
Ответ: 2,5.
По закону сохранения энергии работа внешних сил A=Qгор−Qхол=28−20=8 кДж.
Холодильный коэффициент ε=Qхол/A=20/8=2,5.
Ответ: 2,5.
Холодильная машина за один цикл отбирает у охлаждаемого тела 18 кДж теплоты и передаёт окружающей среде 24 кДж. Определите холодильный коэффициент машины — отношение теплоты, отобранной у холодного тела, к работе внешних сил за цикл.
По закону сохранения энергии работа внешних сил A=Qгор−Qхол=24−18=6 кДж.
Холодильный коэффициент ε=Qхол/A=18/6=3.
Ответ: 3.
По закону сохранения энергии работа внешних сил A=Qгор−Qхол=24−18=6 кДж.
Холодильный коэффициент ε=Qхол/A=18/6=3.
Ответ: 3.
Холодильная машина за один цикл отбирает у охлаждаемого тела 12 кДж теплоты и передаёт окружающей среде 16 кДж. Определите холодильный коэффициент машины — отношение теплоты, отобранной у холодного тела, к работе внешних сил за цикл.
По закону сохранения энергии работа внешних сил A=Qгор−Qхол=16−12=4 кДж.
Холодильный коэффициент ε=Qхол/A=12/4=3.
Ответ: 3.
По закону сохранения энергии работа внешних сил A=Qгор−Qхол=16−12=4 кДж.
Холодильный коэффициент ε=Qхол/A=12/4=3.
Ответ: 3.
Холодильная машина за один цикл отбирает у охлаждаемого тела 24 кДж теплоты и передаёт окружающей среде 32 кДж. Определите холодильный коэффициент машины — отношение теплоты, отобранной у холодного тела, к работе внешних сил за цикл.
По закону сохранения энергии работа внешних сил A=Qгор−Qхол=32−24=8 кДж.
Холодильный коэффициент ε=Qхол/A=24/8=3.
Ответ: 3.
По закону сохранения энергии работа внешних сил A=Qгор−Qхол=32−24=8 кДж.
Холодильный коэффициент ε=Qхол/A=24/8=3.
Ответ: 3.
Холодильная машина за один цикл отбирает у охлаждаемого тела 15 кДж теплоты и передаёт окружающей среде 21 кДж. Определите холодильный коэффициент машины — отношение теплоты, отобранной у холодного тела, к работе внешних сил за цикл.
По закону сохранения энергии работа внешних сил A=Qгор−Qхол=21−15=6 кДж.
Холодильный коэффициент ε=Qхол/A=15/6=2,5.
Ответ: 2,5.
По закону сохранения энергии работа внешних сил A=Qгор−Qхол=21−15=6 кДж.
Холодильный коэффициент ε=Qхол/A=15/6=2,5.
Ответ: 2,5.
Холодильная машина за один цикл отбирает у охлаждаемого тела 20 кДж теплоты и передаёт окружающей среде 28 кДж. Определите холодильный коэффициент машины — отношение теплоты, отобранной у холодного тела, к работе внешних сил за цикл.
По закону сохранения энергии работа внешних сил A=Qгор−Qхол=28−20=8 кДж.
Холодильный коэффициент ε=Qхол/A=20/8=2,5.
Ответ: 2,5.
По закону сохранения энергии работа внешних сил A=Qгор−Qхол=28−20=8 кДж.
Холодильный коэффициент ε=Qхол/A=20/8=2,5.
Ответ: 2,5.
Холодильная машина за один цикл отбирает у охлаждаемого тела 18 кДж теплоты и передаёт окружающей среде 24 кДж. Определите холодильный коэффициент машины — отношение теплоты, отобранной у холодного тела, к работе внешних сил за цикл.
По закону сохранения энергии работа внешних сил A=Qгор−Qхол=24−18=6 кДж.
Холодильный коэффициент ε=Qхол/A=18/6=3.
Ответ: 3.
По закону сохранения энергии работа внешних сил A=Qгор−Qхол=24−18=6 кДж.
Холодильный коэффициент ε=Qхол/A=18/6=3.
Ответ: 3.
Холодильная машина за один цикл отбирает у охлаждаемого тела 12 кДж теплоты и передаёт окружающей среде 16 кДж. Определите холодильный коэффициент машины — отношение теплоты, отобранной у холодного тела, к работе внешних сил за цикл.
По закону сохранения энергии работа внешних сил A=Qгор−Qхол=16−12=4 кДж.
Холодильный коэффициент ε=Qхол/A=12/4=3.
Ответ: 3.
По закону сохранения энергии работа внешних сил A=Qгор−Qхол=16−12=4 кДж.
Холодильный коэффициент ε=Qхол/A=12/4=3.
Ответ: 3.
Холодильная машина за один цикл отбирает у охлаждаемого тела 24 кДж теплоты и передаёт окружающей среде 32 кДж. Определите холодильный коэффициент машины — отношение теплоты, отобранной у холодного тела, к работе внешних сил за цикл.
По закону сохранения энергии работа внешних сил A=Qгор−Qхол=32−24=8 кДж.
Холодильный коэффициент ε=Qхол/A=24/8=3.
Ответ: 3.
По закону сохранения энергии работа внешних сил A=Qгор−Qхол=32−24=8 кДж.
Холодильный коэффициент ε=Qхол/A=24/8=3.
Ответ: 3.
Холодильная машина за один цикл отбирает у охлаждаемого тела 15 кДж теплоты и передаёт окружающей среде 21 кДж. Определите холодильный коэффициент машины — отношение теплоты, отобранной у холодного тела, к работе внешних сил за цикл.
По закону сохранения энергии работа внешних сил A=Qгор−Qхол=21−15=6 кДж.
Холодильный коэффициент ε=Qхол/A=15/6=2,5.
Ответ: 2,5.
По закону сохранения энергии работа внешних сил A=Qгор−Qхол=21−15=6 кДж.
Холодильный коэффициент ε=Qхол/A=15/6=2,5.
Ответ: 2,5.
Холодильная машина за один цикл отбирает у охлаждаемого тела 20 кДж теплоты и передаёт окружающей среде 28 кДж. Определите холодильный коэффициент машины — отношение теплоты, отобранной у холодного тела, к работе внешних сил за цикл.
По закону сохранения энергии работа внешних сил A=Qгор−Qхол=28−20=8 кДж.
Холодильный коэффициент ε=Qхол/A=20/8=2,5.
Ответ: 2,5.
По закону сохранения энергии работа внешних сил A=Qгор−Qхол=28−20=8 кДж.
Холодильный коэффициент ε=Qхол/A=20/8=2,5.
Ответ: 2,5.
Холодильная машина за один цикл отбирает у охлаждаемого тела 18 кДж теплоты и передаёт окружающей среде 24 кДж. Определите холодильный коэффициент машины — отношение теплоты, отобранной у холодного тела, к работе внешних сил за цикл.
По закону сохранения энергии работа внешних сил A=Qгор−Qхол=24−18=6 кДж.
Холодильный коэффициент ε=Qхол/A=18/6=3.
Ответ: 3.
По закону сохранения энергии работа внешних сил A=Qгор−Qхол=24−18=6 кДж.
Холодильный коэффициент ε=Qхол/A=18/6=3.
Ответ: 3.
Холодильная машина за один цикл отбирает у охлаждаемого тела 12 кДж теплоты и передаёт окружающей среде 16 кДж. Определите холодильный коэффициент машины — отношение теплоты, отобранной у холодного тела, к работе внешних сил за цикл.
По закону сохранения энергии работа внешних сил A=Qгор−Qхол=16−12=4 кДж.
Холодильный коэффициент ε=Qхол/A=12/4=3.
Ответ: 3.
По закону сохранения энергии работа внешних сил A=Qгор−Qхол=16−12=4 кДж.
Холодильный коэффициент ε=Qхол/A=12/4=3.
Ответ: 3.
Холодильная машина за цикл отбирает у охлаждаемого тела 12 кДж теплоты и получает от внешних сил 4 кДж работы. Определите коэффициент полезного действия холодильной машины K=Q_х/A.
По определению K=Q_х/A=12/4=3.
Ответ: 3.
По определению K=Q_х/A=12/4=3.
Ответ: 3.
Идеальный одноатомный газ совершает циклический процесс: сначала давление изохорно увеличивают в 2 раза, затем объём изобарно увеличивают в 5 раз, после чего линейно возвращают газ в исходное состояние. Определите коэффициент полезного действия теплового двигателя, если за цикл газ получает от нагревателя 15 кДж теплоты, а полезная работа за цикл равна 3 кДж.
КПД теплового двигателя по определению равен η=A/Q_н. Следовательно, η=3/15=0,2=20%.
Ответ: 20.
КПД теплового двигателя по определению равен η=A/Q_н. Следовательно, η=3/15=0,2=20%.
Ответ: 20.
Сосуд объёмом 8 л содержит смесь водорода и гелия общей массой 2 г при давлении 250 кПа. Какова температура смеси, если отношение массы водорода к массе гелия равно 2?
Пусть масса гелия равна x, тогда масса водорода 2x и 3x=2 г, откуда x=2/3 г. Количество вещества: ν_H=(4/3)/2≈0,667 моль, ν_{He}=(2/3)/4≈0,167 моль. Итого ν≈0,834 моль.
По уравнению Менделеева–Клапейрона T=pV/(νR)=250000·0,008/(0,834·8,31)≈289 К.
Ответ: 289 К.
Пусть масса гелия равна x, тогда масса водорода 2x и 3x=2 г, откуда x=2/3 г. Количество вещества: ν_H=(4/3)/2≈0,667 моль, ν_{He}=(2/3)/4≈0,167 моль. Итого ν≈0,834 моль.
По уравнению Менделеева–Клапейрона T=pV/(νR)=250000·0,008/(0,834·8,31)≈289 К.
Ответ: 289 К.
Сосуд объёмом 12 л содержит смесь водорода и гелия общей массой 2 г при температуре −17 °C. Отношение массы водорода к массе гелия равно 2,5. Определите давление смеси.
Пусть масса гелия x, тогда масса водорода 2,5x и 3,5x=2 г, откуда x≈0,571 г. Тогда m_H≈1,429 г.
Количество вещества: ν_H=1,429/2≈0,7145 моль, ν_{He}=0,571/4≈0,1428 моль. Итого ν≈0,857 моль. Температура T=256 K, объём V=0,012 м³.
p=νRT/V≈0,857·8,31·256/0,012≈1,52·10^5 Па=152 кПа.
Ответ: 152 кПа.
Пусть масса гелия x, тогда масса водорода 2,5x и 3,5x=2 г, откуда x≈0,571 г. Тогда m_H≈1,429 г.
Количество вещества: ν_H=1,429/2≈0,7145 моль, ν_{He}=0,571/4≈0,1428 моль. Итого ν≈0,857 моль. Температура T=256 K, объём V=0,012 м³.
p=νRT/V≈0,857·8,31·256/0,012≈1,52·10^5 Па=152 кПа.
Ответ: 152 кПа.
В бутылке объёмом 1 л находится гелий при нормальном атмосферном давлении. Горлышко площадью 2 см² закрыто пробкой массой 20 г. Если бутылка лежит горизонтально, то для того чтобы вдвинуть пробку внутрь, нужно приложить постоянную силу 3 Н. Если бутылку поставить вертикально горлышком вверх и сообщить гелию количество теплоты Q, пробка вылетает. Определите минимальное значение Q. Считать процесс изохорным до выталкивания пробки, трением при движении пренебречь.
Из условия про горизонтальное положение следует, что модуль силы трения равен 3 Н. Для вылета вверх в вертикальном положении необходимо, чтобы избыточная сила давления преодолела силу тяжести пробки и силу трения: (p_2-p_0)S = mg + F_тр.
S=2·10^{-4} м², mg≈0,2 Н, поэтому Δp=(3,2)/(2·10^{-4})=1,6·10^4 Па.
Для одноатомного гелия при изохорном нагревании Q=(3/2)VΔp = 1,5·10^{-3}·1,6·10^4 = 24 Дж.
Ответ: 24 Дж.
Из условия про горизонтальное положение следует, что модуль силы трения равен 3 Н. Для вылета вверх в вертикальном положении необходимо, чтобы избыточная сила давления преодолела силу тяжести пробки и силу трения: (p_2-p_0)S = mg + F_тр.
S=2·10^{-4} м², mg≈0,2 Н, поэтому Δp=(3,2)/(2·10^{-4})=1,6·10^4 Па.
Для одноатомного гелия при изохорном нагревании Q=(3/2)VΔp = 1,5·10^{-3}·1,6·10^4 = 24 Дж.
Ответ: 24 Дж.
В бутылке объёмом 0,75 л находится азот при нормальном атмосферном давлении. Горлышко площадью 2 см² заткнуто пробкой массой 20 г. Если сообщать газу некоторое количество теплоты, то для выталкивания пробки необходимо приложить постоянную силу 8 Н. Определите минимальное количество теплоты, которое нужно сообщить газу, чтобы пробка вылетела, если бутылка лежит горизонтально. Считать процесс изохорным до момента выталкивания, азот идеальным газом, атмосферное давление постоянным.
Для начала пробка начнёт двигаться, когда избыточная сила давления сравняется с суммой внешней силы и трения: (p_2-p_0)S=8 Н.
S=2 см²=2·10−4 м², поэтому Δp=8/S=4·104 Па. Тогда p_2=1,0·105+4,0·104=1,4·105 Па.
При изохорном нагревании одноатомность не важна: Q=ΔU=(3/2)VΔp для двухатомного азота через закон Майера удобнее записать Q=(C_V/R)VΔp. Для азота C_V=5R/2, следовательно Q=2,5·VΔp=2,5·7,5·10−4·4·104=75 Дж.
Ответ: 75 Дж.
Для начала пробка начнёт двигаться, когда избыточная сила давления сравняется с суммой внешней силы и трения: (p_2-p_0)S=8 Н.
S=2 см²=2·10−4 м², поэтому Δp=8/S=4·104 Па. Тогда p_2=1,0·105+4,0·104=1,4·105 Па.
При изохорном нагревании одноатомность не важна: Q=ΔU=(3/2)VΔp для двухатомного азота через закон Майера удобнее записать Q=(C_V/R)VΔp. Для азота C_V=5R/2, следовательно Q=2,5·VΔp=2,5·7,5·10−4·4·104=75 Дж.
Ответ: 75 Дж.
В вертикальном цилиндре с гладкими стенками под лёгким поршнем находится этиловый спирт при температуре кипения t = 78 °C. При сообщении спирту количества теплоты часть его переходит в пар, который при изобарном расширении совершает работу A. Удельная теплота парообразования спирта L = 846·10³ Дж/кг, молярная масса M = 46·10−3 кг/моль. Во сколько раз количество теплоты, подведённое к спирту, превосходит работу, совершённую паром?
Количество теплоты на парообразование массы m: Q=mL. Работа пара при изобарном расширении: A=(m/M)RT, где T=351 K.
Тогда Q/A = LM/(RT) ≈ 846000·0,046/(8,31·351) ≈ 13,34.
Ответ: 13,3.
Количество теплоты на парообразование массы m: Q=mL. Работа пара при изобарном расширении: A=(m/M)RT, где T=351 K.
Тогда Q/A = LM/(RT) ≈ 846000·0,046/(8,31·351) ≈ 13,34.
Ответ: 13,3.
В вертикальном цилиндре с гладкими стенками под лёгким поршнем находится этиловый спирт при температуре кипения t = 78 °C. При сообщении спирту количества теплоты часть жидкости превращается в пар, который совершает изобарную работу A. Удельная теплота парообразования спирта L = 846·10³ Дж/кг, молярная масса M = 46·10−3 кг/моль. Во сколько раз увеличение внутренней энергии спирта превышает работу, совершённую паром? Считать пары спирта идеальным газом.
Количество теплоты, пошедшее на парообразование массы m, равно Q=mL. Для идеального газа при изобарном расширении работа пара A=νRT=(m/M)RT, где T=351 K.
По первому началу термодинамики ΔU=Q−A. Тогда искомое отношение:
ΔU/A = Q/A − 1 = LM/(RT) − 1.
ΔU/A ≈ 846000·0,046/(8,31·351) − 1 ≈ 12,34.
Ответ: 12,3.
Количество теплоты, пошедшее на парообразование массы m, равно Q=mL. Для идеального газа при изобарном расширении работа пара A=νRT=(m/M)RT, где T=351 K.
По первому началу термодинамики ΔU=Q−A. Тогда искомое отношение:
ΔU/A = Q/A − 1 = LM/(RT) − 1.
ΔU/A ≈ 846000·0,046/(8,31·351) − 1 ≈ 12,34.
Ответ: 12,3.
В герметичном сосуде объёмом 80 л находится водяной пар при температуре 40 °C и парциальном давлении 7,0 кПа. Сосуд медленно охлаждают до 15 °C. Давление насыщенного водяного пара при 15 °C равно 1,7 кПа. Молярная масса воды 18 г/моль, R=8,31 Дж/(моль·К). Определите массу сконденсировавшейся воды. Ответ дайте в граммах.
Начальная масса пара: m_1= rac{p_1VM}{RT_1}. После охлаждения оставшийся пар будет насыщенным, его масса m_2= rac{p_2VM}{RT_2}.
m_1= rac{7000\cdot0,080\cdot0,018}{8,31\cdot313}pprox0,00388 кг=3,88 г.
m_2= rac{1700\cdot0,080\cdot0,018}{8,31\cdot288}pprox0,00102 кг=1,02 г.
m_{конд}=m_1-m_2pprox2,86 г.
Ответ: 2,86.
Начальная масса пара: m_1= rac{p_1VM}{RT_1}. После охлаждения оставшийся пар будет насыщенным, его масса m_2= rac{p_2VM}{RT_2}.
m_1= rac{7000\cdot0,080\cdot0,018}{8,31\cdot313}pprox0,00388 кг=3,88 г.
m_2= rac{1700\cdot0,080\cdot0,018}{8,31\cdot288}pprox0,00102 кг=1,02 г.
m_{конд}=m_1-m_2pprox2,86 г.
Ответ: 2,86.
В герметичном сосуде объёмом 100 л находится водяной пар при температуре 30 °C и парциальном давлении 3,0 кПа. Сосуд медленно охлаждают до 10 °C. Давление насыщенного водяного пара при 10 °C равно 1,23 кПа. Молярная масса воды 18 г/моль. Определите массу сконденсировавшейся воды. Универсальная газовая постоянная R=8,31 Дж/(моль·К). Ответ дайте в граммах.
Начальная масса пара из уравнения идеального газа: m₁=p₁VM/(RT₁). При 10 °C часть пара конденсируется, а оставшийся пар становится насыщенным: m₂=pнасVM/(RT₂).
m₁=3000·0,100·0,018/(8,31·303)≈0,002145 кг=2,145 г.
m₂=1230·0,100·0,018/(8,31·283)≈0,000941 кг=0,941 г.
mконд=m₁−m₂≈1,20 г.
Ответ: 1,2 г.
Начальная масса пара из уравнения идеального газа: m₁=p₁VM/(RT₁). При 10 °C часть пара конденсируется, а оставшийся пар становится насыщенным: m₂=pнасVM/(RT₂).
m₁=3000·0,100·0,018/(8,31·303)≈0,002145 кг=2,145 г.
m₂=1230·0,100·0,018/(8,31·283)≈0,000941 кг=0,941 г.
mконд=m₁−m₂≈1,20 г.
Ответ: 1,2 г.