В) Внутрішня енергія газу. Робота газу

4.24. При наданні газу 1.7·МДж теплоти, його внутрішня енергія збільшилась на 0,6 МДж. Яку роботу виконує газ?

4.25. При наданні газу 17·кДж теплоти, він виконує роботу, яка дорівнює 5 кДж. Чому дорівнює зміна його внутрішньої енергії?

4.26. При ізохорному процесі газу було надано 60 МДж теплоти. Чому дорівнює зміна його внутрішньої енергії?

4.27. При ізотермічному процесі газу було надано 6 кДж теплоти. Чому дорівнює робота, що здійснена газом?

4.28. Газу при адіабатному процесі надано 200 МДж теплоти. Як змінилася його внутрішня енергія?

4.29. Яку роботу здійснило повітря масою 290 г при його ізобарному нагріванні на 20 К і яку кількість теплоти йому при цьому надали?

4.30. Для ізобарного нагрівання 800 моль газу на 500 К йому надали 9,4 МДж теплоти. Визначити роботу газу та зміну його внутрішньої енергії.

Відповіді дано у довільному порядку: 20Дж; 0,9 МДж; 3,3 МДж; 6,1 МДж; 1,7 кДж; 5,8 кДж; 33 кДж; 6 кДж; 200 МДж; 60 МДж.

Г) Принцип дії теплових двигунів

4.31. Температура нагрівника теплової машини 117 ºС а холодильника 27 ºС. Визначити ККД теплової машини.

4.32. В теплової машині робоче тіло дістає від нагрівника 3 МДж теплоти і віддає холодильнику 2 МДж теплоти. Визначити ККД теплової машини.

4.33. Теплова машина дістає від нагрівника 8·10⁵ Дж теплоти. Визначити кількість теплоти, що віддається холодильнику, якщо температура нагрівника 127 ºС, а холодильника 27 ºС.

4.34. Температура нагрівника 150 ºС, а холодильника 20 ºС. Від нагрівника взяли 10⁵ кДж теплоти. Яку роботу виконала машина, якщо вона ідеальна?

4.35. В ідеальному тепловому двигуні абсолютна температура нагрівника в 3 рази вища, ніж температура холодильника. Нагрівник передав газу 40 кДж теплоти. Яку роботу виконав газ? (27 кДж)

4.36. Температура нагрівника 227 ºС. Визначити ККД ідеального двигуна і температуру холодильника, коли за рахунок кожного кілоджоуля теплоти, отриманого від нагрівника, двигун виконав 350 Дж механічної роботи.(0,35; 52 ºС)

4.37. Потужність двигуна автомобіля становить 50 кВт. Визначити витрату бензину за 1 год, якщо ККД двигуна дорівнює 0,25. (22 л/год)

4.38. Визначити потужність двигуна автомобіля, коли витрата бензину становить 38 л на 100 км шляху, за умови, що середня швидкість руху дорівнює 35 км/год. ККД двигуна 22,5 %.(26 кВт)

Завдання для самостійного розв’язування

4.39. Яка внутрішня енергія 10 моль одноатомного газу при 27 ºС? (37,4 кДж)

4.40. Який тиск одноатомного газу, що займає об’єм 2 л, якщо його внутрішня енергія 300 Дж? (100 кПа)

4.41. Температура повітря об’ємом 70 м³ дорівнює 280 К.Після підвищення температури до 296 К, змінився об’єм повітря. Визначити роботу повітря, якщо тиск дорівнює 100 кПа. (400 кДж)

4.42. При ізобарному нагріванні аргон здійснив 8 Дж роботи. Яку кількість теплоти отримав газ?

4.43. Ідеальний тепловий двигун дістає від нагрівника щосекунди 7,2 МДж теплоти і віддає холодильнику 6,4 МДж. Який ККД має двигун?

4.44. При ізобарному нагріванні аргон здійснив 8 Дж роботи. Яку кількість теплоти отримав газ?

4.45. При ізобарному нагріванні аргон здійснив 8 Дж роботи. Яку кількість теплоти отримав газ?(11 %)

Домашня контрольна робота № 4

Перший рівень

1. Сполучіть назви величин з їхніми позначеннями.

А) зміна внутрішньої енергії;	1) U;
Б) кількість теплоти;	2) Δ U;
В) питома теплота пароутворення;	3) r;
Г) внутрішня енергія;	4) Q.

2. Q ₁ – кількість теплоти, яку передає нагрівач робочому тілу теплової машини протягом циклу, а Q ₂ – кількість теплоти, яку при цьому передає робоче тіло холодильнику. Поставте відповідний знак між Q ₁ і Q ₂.

А) Q 1 < Q 2;

Б) Q 1 > Q 2;

В) Q 1 = Q 2;

Г) Q 1 >> Q 2.

3. Який вигляд має формула, що виражає І закон термодинаміки?

А) ;

Б) ;

В) ;

Г) .

Другий рівень

1. Яка з наведених формул виражає І закон термодинаміки для адіабатного процесу?

А) ;	Б) ;	В) ;	Г) .
2. Газ переходить зі стану 1 у стан 2. Яку роботу він виконує? А) 2 кДж; Б) 4 кДж; В) -2 кДж; Г) 0.	р, кПа V, м3

3. Визначити ККД автомобільного двигуна, який за рахунок кожного кілоджоуля теплоти, що виділяється за рахунок згоряння бензину, виконує роботу 300 Дж.

А) 30%;

Б) 60%;

В) 70%;

Г) інша відповідь.

4. Скільки потрібно спалити бензину, щоб виділилось 230 МДж теплоти?

А) 5 кг;

Б) 46 кг;

В) 0,5 кг;

Г) інша відповідь.

Третій рівень

1. На скільки знизиться температура кави внаслідок додавання до неї 20 г молока при температурі 6ºС, якщо у склянці міститься 200 г кави при температурі 94ºС? Теплоємністю склянки і теплообміном з навколишнім середовищем знехтувати, питомі теплоємності молока і кави рахувати однаковими.

2. У циліндрі під поршнем, що може вільно переміщатися, щільно прилягаючи до поверхні циліндра, міститься 0,1 кг повітря. Яку роботу виконає повітря при ізобарному нагріванні на 200 К?

3. З якою найменшою швидкістю повинен рухатись шматок льоду, щоб внаслідок

непружного удару об перешкоду розплавитись?