Question

Решити очень срочно хоть скольконибудь задач пожалуйста.Можно только формулы. №1 Какое количество теплоты получит 2кг гелия при изохорном нагревание его на 50кельвинов?   №2 с какой скоростью должна лететь свинцовая пуля , чтобы при ударе о стенку она нагрелась на120 градуссов цельсия если при ударе в тепло преврощается 20% ?   №3  Один моль идеального газа нагрели изобарно на 72 кельвина сообщив ему при этом 1,6кДж теплоты. Найти соверщённую газом работу и приращение его внутренней энергии?   №4  Железный шар падая свободно достиг скорости 41м/с  ударившись об землю подскочил на 1,6 метров. наийти изменение тмпературы шара при ударе?   №5 Одноатомный газ гелий расщиряясь  при постоянном давление совершил некотурую полезную работу. Найти КПД для данного процесса?   №6  Идеальный одноатмный газ придавление 3атм и тмпературе 0 градуссов цельсия занимает обём 2м^3. Газ сжимают бекз теплообмена с окружающей средой, при этом температура повышается на 200 градуссов цельсия. определить работу совершенную газом?    

Answer 1

1. При изохорном нагревании работа не совершается и все тепло идет на увеличение внутр. энергии:

Q = дельтаU = (3/2)*(mRдельтаТ)/M = 0,31 Дж

 

2. 0,2*mv^2/2 = c*m*дельта t

Отсюда находим скорость  (с= 130 - удельная теплоемкость свинца):

v = корень(2*120*130/0,2) = 400 м/с

 

3. По первому закону термодинамики:

Q = A + дельтаU

A = (mRдельтаТ)/M = R*дельтаТ = 8,31*72 = 600 Дж

Тогда дельтаU = 1600 - 600 = 1000 Дж.

Ответ: А = 0,6 кДж;  дельтаU = 1 кДж.

 

4 Изменение мех энергии ушло в тепло:

Q = m(v^2/2  - gh) = cmдельтаt

Отсюда находим увеличение температуры

дельтаt = (v^2/2 - hg)/c   ( c = 460 - теплоемкость железа)

дельтаt= 1,8 град

5. Q = A + дельтаU

Для изобарного процесса А = (nRдельтаT)

Для гелия дельтаU = (3nRдельтаТ)/(2) = 3А/2

Таким образом

Q = A + 3A/2 = 5A/2

Тогда :

к.п.д. = A*100%/Q = 40 %

 

6. А + дельтаU = 0

Отсюда А = -дельтаU =(3nRдельтаT)/2

Из уравнения Менделеева-Клапейрона найдем количество молей n:

n = PV/(RT) 

Тогда работа:

А = - 3PVдельтаТ /(2Т) = - 660 кДж

 

Answer 2

1)Решение. Если процесс изохорный, то вся энергия идет на увеличения внутренней энергии гелия. U2-U1=(3/2)*(m/M)*R*(T2-T1); m=2; M=4*10^-3; R=8,31; T2-T1=50. остальное сами сосчитаете!

2)

кинетич энергия mV^2/2, на тепло остаётся 0.2 от этой величины. теплоемкость свинца 130 Дж/(кг*К), множим на 120 градусов, получаем 15600 Дж/кг = 0.2 * V^2/2, откуда V = 395 м/с.  3) 4)

Решение. c*m*dt=0,5*m*v^2-m*g*h; dt=(0,5*v^2-g*h)/c; c=470; v=41; h=1,6;

Удачиg=9,8.

Дано: 
V0 = 0 
V = 41м/с 
h' = 1,6м 
с = 460 Дж/кг*град 

V = V0 + gt 
V = gt 
t = V/g = 41/10 = 4,1c 
h = V0t + gt^2/2 
h = gt^2/2 = 10*4,1*4,1/2 = 84,05м 
закон сохранения энергии 
mgh = mgh' + dQ 
dQ = mg(h - h') 
dQ = mcdT 
mcdT = mg(h - h') 
cdT = g(h - h') 
dT = g(h - h')/c = 10*(84,05 - 1,6)/460 = 1,79 град

Железный шар,падая свободно,достиг скорости 41м/с, ударившись о землю, подскочил на 1.6м. Найдите изменение температуры шара при ударе. 
кинетическая энергия в момент удара частично перешла в тепло а частично на подпрыгивание шарика 
(m*v^2)/2=m*g*h+c*m*(t2-t1) cокращаем m (удельное изменение температуры железа берем из справочника =444) 
(t2-t1)=((v^2)/2- g*h)/c=(840,5-15,68)/444=1,85 (C или К)
5) 6)Применяя 1 начало термодинамики , получим , что Q=(U2-U1)-A, Q=0 , т.к. нет теплообмена с окруж средой , отсюда получаем , что A=U2-U1=3/2*Y*R*(T2-T1), где Y- кол-во молей ( не нашёл нужную букву) из P*V=Y*R*T , находим Y=P*V/R*T1 , то при подстановке получим A=3/2*(T2-T1)/T1*P*V

здесь T2-T1=200 , T1=0, P=3 атм, V=2м^3 Мы взяли работу со знаком минус так работа совершается над газом

Answer 3

1. Q = mCvΔT, где m - масса гелия, Cv - удельная теплоемкость при постоянном объеме, ΔT - изменение температуры.
Q = 2 * 3,12 * 50 = 312 Дж

2. Q1 = m1c1ΔT1, где Q1 - теплота, выделяющаяся при ударе, m1 - масса пули, c1 - удельная теплоемкость, ΔT1 - изменение температуры. Так как 20% энергии превращается в тепло, то Q1 = 0,8mv^2/2. Также известно, что ΔT1 = 120 градусов. Решив уравнение относительно скорости v, получим: v = √(240ΔT1/(9m(c1+0,4)))

3. W = pΔV, где p - давление, ΔV - изменение объема. Так как процесс происходит при постоянном давлении, то W = pΔV = nRΔT. ΔU = Q - W, где Q - теплота.

4. Для нахождения изменения температуры используем закон сохранения энергии: mgh = (m/2)v^2 + Q, где Q - теплота, выделяющаяся при ударе, рассчитываемая по формуле Q = mcΔT, где с - удельная теплоемкость материала. ΔT находится из уравнения ΔT = Q/mc. Подставляем значения и найдем ΔT.

5. КПД = полезная работа / затраченная энергия. Полезная работа в данном случае - работа, совершенная при расширении газа. Затраченная энергия - изменение внутренней энергии газа.

6. Из первого закона термодинамики U = Q - W, где U - внутренняя энергия газа, Q - теплота, W - работа, совершенная газом. Так как процесс происходит без изменения объема, то W = 0. Остается найти Q по формуле Q = nCpΔT, где Cp - удельная теплоемкость при постоянном давлении.