Внутренняя энергия идеального газа. 1.В баллоне находится 1023 молекул идеального газа, средняя кинетическая энергия молекул которого равна 2

1. В баллоне находится 10²³ молекул идеального газа, средняя кинетическая энергия молекул которого равна 2 ^. 10^-19 Дж. Определите внутреннюю энергию газа.

2*. В баллоне находится 10²³ молекул неона, средняя квадратичная скорость молекул равна 3 ^. 10³ м/с. Определите внутреннюю энергию газа.

3*. В баллоне находится 2 г гелия, средняя квадратичная скорость молекул которого равна 3 ^. 10³ м/с. Определите внутреннюю энергию газа.

4**. Закрытый сосуд содержит некоторое количество разряженного газа – ксенона при температуре Т = 100 К. Сосуд движется поступательно со скоростью 50 м/с. Какая температура установиться в сосуде после того, как его резко остановят?

5. Какова внутренняя энергия 6 моль одноатомного газа при 27 ^оС?

6. Найти внутреннюю энергию 1 г гелия при температуре 15 ^оС.

7**. Найти внутреннюю энергию 20 г кислорода при температуре 10 ^оС. Какая часть этой энергии приходится на долю поступательного движения молекул, и какая часть - на долю вращательного движения?

8**. Найти энергию вращательного движения молекул, содержащихся в 1 кг азота при температуре 7 ^оС.

9*. Найти внутреннюю энергию одноатомного газа, находящегося в сосуде объемом 2 л под давлением 150 кПа.

10*. При увеличении объема газа в 4 раза его давление уменьшилось на 20 %. Во сколько раз изменилась внутренняя энергия?

11*. Внутренняя энергия водорода, заключенного в сосуд объемом 2 л, равна 300 Дж. Чему равно давление газа?

12*. Найти внутреннюю энергию кислорода, находящегося в сосуде объемом 2 л под давлением 150 кПа.

13**. Внутренняя энергия азота, находящегося в баллоне объемом 20 л, равна 5 кДж, а средняя квадратичная скорость молекул 2 ^. 10³ м/с. Найти массу азота в баллоне и давление, под которым он находится.

14**. Цилиндр разделен на две части перегородкой. В одной части находится N ₁ молекул гелия при температуре Т ₁, в другой части - N ₂ молекул водорода при температуре Т ₂. Перегородку убрали. Какая установится температура смеси из этих газов? Теплообменом с окружающей средой пренебречь.

V

Рис. 1 а

2

Р

1

3

Т

Рис. 1 б

Р

2

3

1

15. На рисунке 1 (а, б) изображены циклические процессы, проведенные с газом при неизменной его массе. Опишите характер изменения его внутренней энергии Δ U при каждом переходе, составляющем циклы. Каково полное изменение внутренней энергии газа за полный цикл в каждом из этих случаев?

16. Определите изменение внутренней энергии 4 молей одноатомного идеального газа при увеличении его температуры с 27 ^оС до 37 ^оС.

17. Определите изменение внутренней энергии 1 г гелия при уменьшении его температуры с 15 ^оС до 7 ^оС.

18. Определите изменение внутренней энергии газа, если давление газа увеличилось со 100 кПа до 400 кПа, а объем уменьшился с 4 м³ до 2 м³.

19. Определите изменение внутренней энергии газа, если давление газа увеличилось со 100 кПа до 300 кПа, а объем уменьшился с 6 м³ до 1 м³.

20**. Двухатомный идеальный газ расширялся при неизменной массе по закону р = α , где α – постоянный коэффициент. На какое значение Δ U изменилась внутренняя энергия газа при увеличении его объема с V ₁ до V ₂?