В стальном баллоне находится гелий массой

Обновлено: 18.05.2024

Цели урока:
Повторить основные формулы.
Научиться применять полученные знания для решения задач.
Провести анализ полученных результатов.

Основные формулы
2. Внутренняя энергия
Уравнение состояния идеального
газа (Менделеева – Клапейрона)
одноатомного газа
двухатомного газа
3. Работа газа
4. Работа внешних сил

5. Количество теплоты
при нагревании и охлаждении
при горении
при плавлении и
кристаллизации
при
парообразовании
и конденсации
Основные формулы

6. Первый закон термодинамики
7. КПД тепловых двигателей
Основные формулы

Задача 1. В стальном баллоне находится гелий массой 0,5 кг при температуре 10 0С. Как изменится внутренняя энергия гелия, если его температура повысится до 30 0С?

Дано: “СИ” Решение.
m = 0,5 кг
t1 = 100С T1 = 283 0K
t2 = 300C T2 = 3030K
M = 4*10-3 кг/моль
R = 8,31 Дж/моль К

ΔU - ?
Найдём изменение внутренней энергии:
Ответ: ΔU =31,2 Дж.

Задача 2. Какова внутренняя энергия 5 моль кислорода при 10 0С?
Дано: “СИ”
 = 5 моль
t = 10 0C 283 0K
R = 8,31 Дж/моль К

U - ?
Решение.
Кислород О2 – двухатомный газ.
- количество вещества.
Ответ: U = 1,04 кДж

Задача 3. Какова внутренняя энергия гелия, заполняющего аэростат объёмом 50 м3 при давлении 60 кПа?
Дано: “СИ” Решение.
V = 50 м3
р = 80 кПа 8∙104 Па

U - ?
уравнение
Менделеева-
-Клапейрона
Ответ: U = 6МДж

Задача 4. На рисунке приведён график зависимости давления газа от объёма. Найдите работу газа при расширении.
Дано:
Найти: А' -?
Решение.
Газ расширяется изобарно, поэтому работа газа:

А' = pΔV = p(V2 – V1).

Значения р, V1 и V2 найдём из графика:

р = 7∙105 Па
V1 = 2∙10-3 м3
V2 = 9∙10-3 м3. Тогда:
Ответ: А‘ = 4,9 кДж

Задача 5. Идеальный газ переходит из состояния 1 в состояние 4 так, как показано на рисунке. Вычислите работу, совершаемую газом.
Дано:
Найти: А‘ - ?
Решение.
Ответ: А‘ = 2,4 кДж.

Задача 6. Какую работу совершает идеальный газ в количестве
2 моль при его изобарном нагревании на 5 0С?
Дано: “СИ” Решение.
= 2 моль
p = const
Δt = 5 0C ΔT = 5 0K
R = 8,31 Дж/мольК

А‘ - ?
Ответ: А‘ = 83,1 Дж

Задача 7. Для приготовления ванны вместимостью 200 л смешали холодную воду при температуре 10 0С с горячей водой при температуре 60 0С. Какие объёмы той и другой воды надо взять, чтобы температура установилась 40 0С?
Дано: “СИ”
V = 200 л 0,2 м3
t1хол = 10 0С T1хол = 283 0К
t2гор = 60 0С T2гор = 333 0K
t = 40 0C T = 313 0K
ρ = 103 кг/м3
с = 4200Дж/кг0К

Примечание: холодную и горячую воду можно
рассматривать как замкнутую систему тел, так как
при данных условиях нет теплообмена с
окружающей средой.

Решение.
Количество теплоты, полученное холодной водой:
Количество теплоты, отданное горячей водой:
или
Уравнение теплового баланса:
Ответ: V1 = 80 л
V2 = 120 л

Задача 8. В сосуд, содержащий воду массой 1,5 кг при температуре
15 0С, впускают водяной пар массой 200 г при температуре 100 0С.
Какая общая температура установится после конденсации пара?
Дано: “СИ” Решение.

m1 = 1,5 кг
m2 = 200 г 0,2кг
t1 = 15 0C 288 0К
t2 = 100 0C 373 0К
c = 4200 Дж/кг∙0К
r = 2,3∙106 Дж/кг

t - ?
1000С
150С
t
Q1
Q2
Q3
Количество теплоты, выделившееся
при конденсации пара:
Количество теплоты, выделившееся при охлаждении воды, полученной из пара:
Количество теплоты, полученное
холодной водой:

Запишем уравнение теплового баланса:
или
Преобразуем выражение и выразим конечную температуру t.
Ответ: t = 57 0C

Задача 9. При изотермическом расширении идеальным газом совершена работа 15 кДж. Какое количество теплоты сообщено газу?
Дано: “СИ” Решение.

А‘ = 15 кДж 1,5∙104 Дж
Т = const

Q - ?
По I закону термодинамики:
При изотермическом процессе (Т = const)
внутренняя энергия газа не меняется, то есть
Тогда газ совершает механическую работу за счёт сообщенного ему
количества теплоты:
Таким образом, газу сообщено количество теплоты, равное
Ответ: Q = 15 кДж.

Задача 10. В закрытом баллоне находится газ. При охлаждении его внутренняя энергия уменьшилась на 500 Дж. Какое количество теплоты отдал газ? Совершил ли он работу?
Дано: Решение.

Q - ?
А‘ - ?
Газ находится в закрытом баллоне, следовательно,
объём газа не меняется, то есть V = const и ΔV = 0.
Газ работу не совершает, так как
По I закону термодинамики
Таким образом, при изменении внутренней энергии газ отдаёт
количество теплоты, равное (знак «-» показывает,

что газ выделяет количество теплоты).
Ответ: Q = -500 Дж; А‘ = 0.

Задача 11. Для изобарного нагревания газа, количество вещества
которого 400 моль, на 300 0К ему сообщили количество теплоты 5,4 МДж. Определите работу газа и изменение его внутренней энергии.
Дано: “СИ” Решение.

р = const
 = 400 моль
ΔТ = 300 0К
Q = 5,4 МДж 5,4∙106 Дж

Запишем первый закон термодинамики:
Работа газа при постоянном давлении:
Изменение внутренней энергии системы:
Ответ: А‘ = 1МДж; ΔU = 4,4 МДж.

Задача12.
Найти работу тепловой машины за один цикл,
изображенный на рисунке.
Решение.
Работа газа численно равна
площади прямоугольника 1234:
Ответ:

Задача 13. Тепловой двигатель получает от нагревателя за одну
секунду 7200 кДж теплоты и отдаёт холодильнику 5600 кДж. Каков
КПД теплового двигателя?
Дано: “СИ” Решение.

Q1 = 7200 кДж 7,2 ∙ 106 Дж
Q2 = 5600 кДж 5,6 ∙ 106 Дж

По определению КПД тепловой машины:
Ответ: η = 22%.

Задача 14. Идеальная тепловая машина получает от нагревателя,
температура которого 5000К, за один цикл 3360 Дж теплоты. Найти
количество теплоты, отдаваемое за один цикл холодильнику, температура которого 4000К. Найти работу машины за один цикл.
Дано:
Т1 = 5000К
Q1 = 3360 Дж
Т2 = 4000К

Решение.
или
Работа машины за один цикл:
;
Ответ: Q2 = 2688 Дж; А‘ = 672 Дж.

Задача 15. Какое максимальное теоретически возможное значение КПД может иметь турбина, в которой используют пар с температурой 6000С, а отвод тепла осуществляется с помощью речной воды, обеспечивающей холодильнику температуру 270С? Каковы основные пути повышения КПД тепловых машин?
Дано: “СИ” Решение.

t1 = 6000C 8730K
t2 = 270C 3000K

η - ?
Основной способ увеличения КПД – повышение температуры
нагревателя Т1 и понижение температуры холодильника Т2.
Ответ: ηмах = 66%.

Задача 16. В паровой турбине расходуется дизельное топливо массой 0,35 кг на 1 кВт∙ч мощности. Температура поступающего в турбину пара 2500С, температура холодильника 300С. Вычислите фактический КПД турбины и сравните его с КПД идеальной тепловой машины, работающей при тех же температурных условиях.
Дано: “СИ” Решение.
А‘ = 1 кВт∙ч 1∙103 Вт ∙ 3600с = 3,6 ∙ 106 Дж
m = 0,35 кг
q = 42∙106 Дж/кг
t1 = 2500С T1 = 5230K
t2 = 300C T2 = 3030K

η - ?
ηmax - ?
Для реальной тепловой машины:
где q – удельная теплота сгорания
топлива.
КПД идеальной
тепловой машины:

Литература
Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б.,Сотский Н.Н. Физика 10 класс. – М.: Просвещение.
Касьянов В.А. Физика 10 класс. – М.: Дрофа.
Волков В.А. Поурочные разработки по физике. 10 класс. – М: Вако, 2006. – 400 с.
Рымкевич А.П. Задачник 10 – 11 классы. – М.: Дрофа.
Степанова Г.Н. Сборник задач по физике 10 – 11 классы. – М: Просвещение, 2003. – 287 с.
Власова И.Г. Решение задач по физике. Справочник школьника. – М.: «Слово», 1997. – 640 с.

Рабочие листы и материалы для учителей и воспитателей

Более 3 000 дидактических материалов для школьного и домашнего обучения

В стальном баллоне находится гелий массой 0, 5кг при температуре 10C?

В стальном баллоне находится гелий массой 0, 5кг при температуре 10C.

Как изменится внутреняя энергия гелия, если его температура повысится до 30c (удельная теплоёмкость гелия c = 3, 18x10 ^ 3Дж / кг.

Решение на картинке ниже.

В баллоне находился гелий массой 0, 25 кг ?

В баллоне находился гелий массой 0, 25 кг .

Через некоторое время в результате утечки гелия и понижения его температуры на k = 10% давления в баллоне уменьшилось на n = 20% .

Определите количество вещества гелия , просочившегося из баллона.

Помогите?

В баллоне объемом 0, 2 м3 находится гелий под давлением 100 кПа при температуре 17°С .

После подкачки гелия давление повысилось на 200 кПа, а температура на 30 °С.

На сколько изменилась масса гелия в баллоне?

На сколько изменится внутренняя энергия 400г?

На сколько изменится внутренняя энергия 400г.

Гелия при увеличении температуры на 20°C?

На сколько изменится внутренняя энергия гелия массой 200гр при увеличении температуры на 20°С?

В баллоне объемом 200 л находится гелий под давлением 100 кПа при температуре 12°С?

В баллоне объемом 200 л находится гелий под давлением 100 кПа при температуре 12°С.

Определите массу гелия.

Через некоторое время в результате утечки гелия и понижения его температуры на k = 10% давления в баллоне

уменьшилось на n = 20% .

На сколько изменится внутренняя энергия гелия массой 200 г при увеличении температуры на 20℃?

На сколько изменится внутренняя энергия гелия массой 200 г при увеличении температуры на 20℃.

В баллоне находится газ гелий, масса которого 200г?

В баллоне находится газ гелий, масса которого 200г.

При температуре 20 С .

Чему равна его внутренняя энергия?

В баллоне находится гелий при температуре 350 К?

В баллоне находится гелий при температуре 350 К.

Определить температуру гелия после того как половина газа была выпущена из баллона, а его давление при этом уменьшилось на 60%.

На 74 градусов. Наверное так.

Площадь верхнего основания конуса не имеет никакого значения. Со стороны нижнего основания на стол действует сила mg, распределённая по площади Sa Единственно, надо площадь перевести в квадратные метры Sa = 4 см² = 4 / 10000 м² = 0, 0004 м² P = mg /..

Поскольку за ПЕРИОД грузик пройдет расстояние, равное четырем амплитудам : L₀ = 4 * 3 = 12 см или 0, 12 м то число колебаний : n = L / L₀ = 0, 36 / 0, 12 = 3 Ответ : 3 колебания.

Q = λ * m = 4 * 330000 = 1320000Дж или 1320 кДж.

Решение Q = m * λ Отсюда находим массу m = Q / λ = 0, 1 кг 100 грамм свинца.

V = 72 км / ч = 20 м / с ; = V² / R = 20² / 500 = 0, 8 м / с² ; N = m(g - ) = 500×(10 - 0, 8) = 4600 Н (4500, если брать g за 9. 8 м / с²).

Правильный ответ это б.

0, 3 * m1 = N * 0, 2 0, 1 * N = 0, 3 * M m1 = 2M M = 1, 2 кг.

Потому что перемещение , cкорость, ускорение - величины векторные и работать с векторами труднее чем с проекциями.

Ответ : Объяснение : Дано : S₁ = S / 4V₁ = 72 км / чS₂ = 3·S / 4V₂ = 15 м / с____________Vcp - ? Весь путь равен S. Время на первой четверти пути : t₁ = S₁ / V₁ = S / (72·4) = S / 288 чВремя на остальной части пути : t₂ = S₂ / V₂ = 3·S / (15·4) = 3..

© 2000-2022. При полном или частичном использовании материалов ссылка обязательна. 16+
Сайт защищён технологией reCAPTCHA, к которой применяются Политика конфиденциальности и Условия использования от Google.

Урок 55 Решение задач термодинамика

Задача 7. Для приготовления ванны вместимостью 200 л
смешали холодную воду при температуре 10 0С с горячей водой
при температуре 60 0С. Какие объёмы той и другой воды надо взять,
чтобы температура установилась 40 0С?
Дано: “СИ”
V = 200 л 0,2 м3
t1хол = 10 0С T1хол = 283 0К
t2гор = 60 0С T2гор = 333 0K
t = 40 0C T = 313 0K
ρ = 103 кг/м3
с = 4200Дж/кг0К

Задача 9. При изотермическом расширении идеальным газом
совершена работа 15 кДж. Какое количество теплоты сообщено газу?
Дано: “СИ” Решение.

Задача 13. Какую работу – положительную или отрицательную –
совершает газ за один цикл (см. рисунок)? На каких участках
количество теплоты поглощается, отдаётся?
Решение.
Перенесём этот график на диаграмму р(V).
1→2: T=const, p↑ → V↓ - изотермическое сжатие.
2→3: p=const, T↑ → V↑ - изобарное расширение.
3→1: p↓ и T↓ → V=const – изохорное охлаждение.
С помощью диаграммы р(V) определим работу газа.
А = рΔV.
Работа равна площади фигуры, ограниченной графи-
ком процесса, осью OV и прямыми V=V1 и V=V2.
Таким образом за один цикл газ совершает
положительную работу.
Газ поглощает количество теплоты на участке 2→3 (при расширении), отдаёт количество теплоты при сжатии – участок 1→2 и при охлаждении – участок 3→1.
Ответ: А‘ > 0; Q23 > 0; Q12 < 0; Q31 < 0.

Задача 14. Тепловой двигатель получает от нагревателя за одну
секунду 7200 кДж теплоты и отдаёт холодильнику 5600 кДж. Каков
КПД теплового двигателя?
Дано: “СИ” Решение.

Задача 15. Идеальная тепловая машина получает от нагревателя,
температура которого 5000К, за один цикл 3360 Дж теплоты. Найти
количество теплоты, отдаваемое за один цикл холодильнику, температура которого 4000К. Найти работу машины за один цикл.
Дано:
Т1 = 5000К
Q1 = 3360 Дж
Т2 = 4000К

Задача 16. Какое максимальное теоретически возможное значение КПД может иметь турбина, в которой используют пар с температурой 6000С, а отвод тепла осуществляется с помощью речной воды, обеспечивающей холодильнику температуру 270С? Каковы основные пути повышения КПД тепловых машин?
Дано: “СИ” Решение.

Задача 17. В паровой турбине расходуется дизельное топливо массой 0,35 кг на 1 кВт∙ч мощности. Температура поступающего в турбину пара 2500С, температура холодильника 300С. Вычислите фактический КПД турбины и сравните его с КПД идеальной тепловой машины, работающей при тех же температурных условиях.
Дано: “СИ” Решение.
А‘ = 1 кВт∙ч 1∙103 Вт ∙ 3600с = 3,6 ∙ 106 Дж
m = 0,35 кг
q = 42∙106 Дж/кг
t1 = 2500С T1 = 5230K
t2 = 300C T2 = 3030K

Желаю успеха
в самостоятельном
решении задач!

Литература
Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б.,Сотский Н.Н. Физика 10 класс. – М.: Просвещение, 2007. – 365 с.
Касьянов В.А. Физика 10 класс. – М.: Дрофа, 2006. – 410 с.
Волков В.А. Поурочные разработки по физике. 10 класс. – М: Вако, 2006. – 400 с.
Рымкевич А.П. Задачник 10 – 11 классы. – М.: Дрофа, 2004. – 188 с.
Степанова Г.Н. Сборник задач по физике 10 – 11 классы. – М: Просвещение, 2003. – 287 с.
Власова И.Г. Решение задач по физике. Справочник школьника. – М.: «Слово», 1997. – 640 с.

В стальном баллоне находится гелий массой 0, 5 кг при температуре 10 градусов по цельсию ?

В стальном баллоне находится гелий массой 0, 5 кг при температуре 10 градусов по цельсию .

Как изменится внутренняя энергия гелия, если его температура повысится до 30 градусов по цельсию?

M = 2 * 10⁻³ кг / моль

t₁ = 10⁰C T₁ = 273 + 10 = 283 K

t₂ = 30⁰C T₂ = 273 + 30 = 303 К

Найдем изменение температуры :

ΔT = T₂ - T₁ = 303 - 283 = 20 K

Изменение внутренней энергии :

ΔU = (3 / 2)·m·R·ΔT / M = (3 / 2)·0, 5 * 8, 31 * 20 / (2·10⁻³)≈ 62 000 Дж или 62 кДж.

В стальном балоне находиышесяго?

В стальном балоне находиышесяго.

Гелий объемом 0, 5 кг, при температуре 10 градусов, как.

Изменится внутренняя энергия гелия,.

Как изменится внутренняя энергия 400г гелия при увеличении температуры на 20 градусов?

В стальном баллоне находится гелий массой 500 грамм при температуре 10 цельсия как изменится внутренняя энергия гелия если его температура повысится до 80 кило паскаль?

В стальном баллоне находится гелий массой 500 грамм при температуре 10 цельсия как изменится внутренняя энергия гелия если его температура повысится до 80 кило паскаль.

В баллоне объемом 200 л находился гелий под давлением 100 кПа при температуре 17 градусов Цельсия?

В баллоне объемом 200 л находился гелий под давлением 100 кПа при температуре 17 градусов Цельсия.

После подкачивания гелия его давление поднялось до 300 кПа, а температура увеличилась до 47 градусов Цельсия.

На сколько увеличилась масса гелия.

2. При температуре 50 градусов цельсия находится под давлением 100 * кПа?

2. При температуре 50 градусов цельсия находится под давлением 100 * кПа.

Какова плотность гелия при данны условиях.

Определите внутреннюю энергию гелия массой 400г при температуре 27 градусов?

Определите внутреннюю энергию гелия массой 400г при температуре 27 градусов.

В баллоне находиться газ при температуре 17 градусов Цельсия?

В баллоне находиться газ при температуре 17 градусов Цельсия.

Во сколько раз уменьшиться давление этого газа, если 20% его выйдет из баллона, а температура при этом понизиться на 10 градусов Цельсия?

В баллоне находится аргон массой 2 кг при температуре 20 градусов по Цельсию?

В баллоне находится аргон массой 2 кг при температуре 20 градусов по Цельсию.

Чему равна внутренняя энергия газа?

Внутренняя энергия 12 моль гелия при температуре 27 градусов по цельсию?

ΔU = U₂ - U₁ = imRΔT / (2M)

i = 3 степень свободы газа (для одноатомных или инертных = 3)

m = 0, 5 кг = 500 г

R = 8, 31 Дж / (К * моль)

ΔU = 3 * 500 * 8, 31 * 20 / (2 * 4) = 1558 Дж.

Насколько измеряется внутренняя энергия гелия массой 2 грамма при увеличении температуры на 20градусов цэльсия?

Насколько измеряется внутренняя энергия гелия массой 2 грамма при увеличении температуры на 20градусов цэльсия.

При температуре 200 С находится гелии, количество вещества которого 2 моль?

При температуре 200 С находится гелии, количество вещества которого 2 моль.

Какова внутренняя энергия гелия?

В баллоне находиться гелий массой 120 г при температуре 330 К?

В баллоне находиться гелий массой 120 г при температуре 330 К.

Молярная масса гелия = 4 г \ моль.

Если давление в баллоне равно 411 кПа, то плотность гелия в нем равна.

Как измениться внутренная энергия 400г гелия при увеличении температуры на 20 ° C ?

Читайте также: