какая работа дж совершается при изохорном нагревании одного моля идеального газа на 20 к

Тест с ответами: “Термодинамика”

1. Как называется величина, характеризующая количество энергии, передаваемое извне, в результате теплообмена:
а) количество теплоты +
б) внутренняя энергия
в) коэффициент полезного действия

2. Укажите как изменилось значение внутренней энергии при следующих условиях: идеальном газу сообщено 800 Дж теплоты. Газ расширился, совершив работу 200Дж:
а) уменьшилось на 600 Дж
б) увеличилось на 600 Дж +
в) уменьшилось на 1000 Дж

3. Какая характеристика процесса изменения внутренней энергии вам известна:
а) количество вещества
б) температура
в) работа +

4. Изотермическим называется процесс:
а) происходящий при постоянном давлении
б) происходящий при постоянной температуре +
в) происходящий при постоянном объеме

5. От чего зависит внутренняя энергия заданной массы m идеального газа:
а) только от формы сосуда
б) только от давления
в) только от температуры +

6. Какая характеристика процесса изменения внутренней энергии вам известна:
а) количество вещества
б) температура
в) количество теплоты +

7. Назовите термодинамическую систему, в которой возможен обмен веществ и энергии с окружающей средой:
а) открытая +
б) закрытая
в) статическая

8. Взято по одному молю гелия, неона и аргона при одинаковой температуре. Внутренняя энергия самая большая у этого газа:
а) у аргона
б) у всех газов одинакова +
в) у гелия и неона

9. Как называются специальный устройства для охлаждения и конденсации отработанного пара:
а) аккумуляторы
б) ингибиторы
в) конденсаторы +

10. Процесс в теплоизолированной системе называют:
а) изобарный
б) адиабатный +
в) изотермический

11. При каком термодинамическом процессе давление газа постоянно:
а) изохорном
б) изотемпературном
в) изобарном +

12. При изохорном нагревании одного моля идеального газа на 20 К, совершается такая работа (Дж):
а) 4,05
б) при изохорном процессе работа не совершается
в) 16,05

13. Температура кристаллического тела с момента начала плавления до его окончания изменяется таким образом:
а) не изменяется +
б) в начале плавления понижается, затем повышается
в) постепенно повышается

14. Поглощается или выделяется энергия, когда вода превращается в лед при постоянной температуре 0°С.:
а) поглощается
б) не поглощается и не выделяется
в) выделяется +

15. При каком термодинамическом процессе объем газа не меняет:
а) изохорном +
б) изотермическом
в) изобарном

16. Как изменится внутренняя энергия идеального газа, если при адиабатном сжатии этого газа внешними силами совершена работа 100 Дж.:
а) уменьшилась на 100 Дж
б) увеличилась на 100 Дж +
в) увеличилась на 50 Дж

17. Переносом вещества сопровождается:
а) только конвекция +
б) только излучение
в) только теплопроводность

18. Какой по счету является следующий закон термодинамики: «количество энергии неизменно, она только переходит из одной формы в другую»:
а) 2
б) 1 +
в) 3

19. Как называется величина, отражающая количество теплоты, которое получает или отдает вещество массой 1кг при изменении его температуры на 1К:
а) теплообмен
б) теплоотдача
в) удельная теплоемкость +

20. Возможна ли передача энергии от тела с меньшей температурой к телу с большей температурой путём совершения работы:
а) да
б) отчасти
в) нет +

21. Процесс передачи энергии от одного тела к другому называется:
а) теплообмен +
б) конвекция
в) теплопродукция

22. Укажите авторов закона: Для газа данной массы при постоянной температуре произведение давления на объем постоянны:
а) Харди-Вайнберг
б) Бойль-Мариот +
в) Клайперон-Менделеев

23. Сумма кинетической энергии движения атомов и молекул тела и потенциальной энергии их взаимодействия называется:
а) 1 кг
б) 3 кг
в) 2 кг +

24. Максимальный КПД тепловой машины с температурой нагревателя 227°Си температурой холодильника 27°С равен:
а) внутренняя энергия +
б) термодинамический процесс
в) энергия активации

25. Физическая величина, характеризующая среднюю кинетическую энергию поступательного движения молекул газа, называется:
а) температура
б) стационарное равновесие
в) температура идеального газа +

26. Состояние, при котором в системе не происходит наблюдаемых макроскопических процессов, называется:
а) термодинамическим процессом
б) термодинамическим равновесием +
в) внутренней энергией системы

27. Наукой о тепловых явлениях называют:
а) термодинамику +
б) молекулярную физику
в) термокинетику

28. Необходимо указать единицу измерения величины, измеряемой произведением pΔV:
а) ватт
б) джоуль +
в) паскаль

29. Какому количеству теплоты (МДж) эквивалентна работа, совершаемая за 1 ч двигателем мощностью 2 кВт:
а) 7,2 +
б) 3,6
в) 4

30. Первый закон термодинамики (закон сохранения энергии) применительно к термодинамической системе должен выглядеть следующим образом:
а) Q=ΔU-A
б) Q=A+ΔU +
в) Q=A-ΔU

Источник

Тест с ответами по термодинамике

1. Какой должна быть температура холодильника тепловой машины (°С), чтобы максимальное значение КПД равнялось 50%? Температура нагревателя 327°С:
а) 260
б) 27 +
в) 327

2. Температура нагревателя реальной тепловой машины 227°С, холодильника – +27°С. За один цикл газ получает от нагревателя 64 кДж теплоты, а отдает холодильнику 48 кДж. Определите КПД машины (%):
а) 40
б) 15
в) 25 +

3. Какой процесс называется изотермическим? Процесс, происходящий:
а) при постоянной теплоемкости
б) при постоянной температуре +
в) при постоянном давлении

4. Внутренняя энергия заданной массы m идеального газа зависит только от:
а) температуры +
б) формы сосуда
в) давления

5. В воду температурой 15°С и объемом 2 л опустили неизвестный сплав массой 1 кг и температурой 90°С. В результате теплообмена установилась температура 20°С. Какова удельная теплоемкость сплава (Дж/кг•К), если удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/кг•К:
а) 1100
б) 600 +
в) 1300

6. На сколько мегаджоулей отличается внутренняя энергия 2 кг водяного пара при температуре 100°С от внутренней энергии 2 кг воды при этой же температуре? Lв=2,3 МДж/кг:
а) на 4,6 МДж больше +
б) на 2,3 МДж меньше
в) на 2,3 МДж больше

8. Если в стакан с водой опустить кусочек сахара и размешать, то получится раствор сахара. Возможно ли самопроизвольное образование из раствора кусочка сахара?
а) Если нагреть, то может.
б) Если охладить, то может.
в) Никогда не может.+
г) Может, если быстро нагреть, а затем охладить.

9. Сколько льда (кг) растает, если лед массой 5 кг и температурой 0°С опустить в воду массой 10 кг и температурой 0°С:
а) 1
б) 10
в) 0 +

10. Взято по одному молю гелия, неона и аргона при одинаковой температуре. У какого газа внутренняя энергия самая большая:
а) у всех газов одинакова +
б) неона и аргона
в) гелия

11. На сколько С° нужно нагреть 10 млн. т воды, чтобы ее масса увеличилась на 1 г? Удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/кг•К:
а) 21,4
б) 2,14 +
в) 41

12. Азот массой 20 кг нагревается при постоянном давлении от 0° до 200°С. Оцените, на сколько нанограммов увеличится масса азота? Удельная теплоемкость азота при постоянном давлении равна 1,05 кДж/(кг•К):
а) 4,7
б) 470
в) 47 +

13. Какая сила (Н) совершает работу 100 Дж, равномерно перемещая тело на расстояние 40 см, если она действует под углом 30° к направлению перемещения:
а) 173
б) 289 +
в) 455

14. На тело массой 4 кг, движущееся со скоростью 2 м/с, подействовала сила 10 Н, в результате чего скорость тела увеличилась до 5 м/с. Какую работу (Дж) совершила данная сила:
а) 24
б) 34
в) 42 +

15. Какая работа (Дж) совершается при изохорном нагревании одного моля идеального газа на 20 К:
а) 16,62
б) при изохорном процессе работа не совершается +
в) 4,05

Источник

Внутренняя энергия и работа идеального газа

теория по физике 🧲 термодинамика

Числом степеней свободы механической системы называют количество независимых величин, с помощью которых может быть задано положение системы.

Внутренняя энергия идеального газа представляет собой сумму только кинетической энергии всех молекул, а потенциальной энергией взаимодействия можно пренебречь:

i — степень свободы. i = 3 для одноатомного (или идеального) газа, i = 5 для двухатомного газа, i = 6 для трехатомного газа и больше.

Изменение внутренней энергии идеального газа в изопроцессах

Температура при изотермическом процессе — величина постоянная. Так как внутренняя энергия идеального газа постоянной массы в замкнутой системе зависит только от изменения температуры, то она тоже остается постоянной.

Пример №1. На рисунке показан график циклического процесса, проведенного с идеальным газом. На каком из участков внутренняя энергия газа уменьшалась?

Внутренняя энергия газа меняется только при изменении температуры. Так как она прямо пропорциональная температуре, то уменьшается она тогда, когда уменьшается и температура. Температура падает на участке 3.

Работа идеального газа

Если газ, находящийся под поршнем, нагреть, то, расширяясь, он поднимет поршень, т.е. совершит механическую работу.

Механическая работа вычисляется по формуле:

Перемещение равно разности высот поршня в конечном и начальном положении:

Также известно, что сила равна произведению давления на площадь, на которое это давление оказывается. Учтем, что направление силы и перемещения совпадают. Поэтому косинус будет равен единице. Отсюда работа идеального газа равна произведению давления на площадь поршня:

Работа идеального газа

p — давление газа, S — площадь поршня

Работа, необходимая для поднятия поршня — полезная работа. Она всегда меньше затраченной работы, которая определяется изменением внутренней энергии идеального газа при изобарном расширении:

A ‘ = p ( V 2 − V 1 ) = p Δ V > 0

Внимание! Знак работы определяется только знаком косинуса угла между направлением силы, действующей на поршень, и перемещением этого поршня.

Работа идеального газа при изобарном сжатии:

A ‘ = p ( V 2 − V 1 ) = p Δ V 0

Работа идеального газа при нагревании газа:

Внимание! В изохорном процессе работа, совершаемая газом, равна нулю, так как работа газа определяется изменением его объема. Если изменения нет, работы тоже нет.

Геометрический смысл работы в термодинамике

В термодинамике для нахождения работы можно вычислить площадь фигуры под графиком в осях (p, V).

Примеры графических задач

Изохорное охлаждение и изобарное сжатие:

Изобарное расширение:
Изобарное сжатие:
Изохорное охлаждение:
Замкнутый цикл: 1–2: A ‘ = ( p 1 − p 3 ) ( V 2 − V 1 )
Произвольный процесс:

Пример №2. На pV-диаграмме показаны два процесса, проведенные с одним и тем же количеством газообразного неона. Определите отношение работ A₂ к A₁ в этих процессах.

Неон — идеальный газ. Поэтому мы можем применять формулы, применяемые для нахождения работы идеального газа. Работа равна площади фигуры под графиком. С учетом того, что в обоих случаях изобарное расширение, получим:

A 2 = p ( V 2 − V 1 ) = 4 p ( 5 V − 3 V ) = 4 p 2 V = 8 p V

A 1 = p ( V 2 − V 1 ) = p ( 5 V − V ) = 4 p V

Видно, что работа, совершенная во втором процессе, вдвое больше работы, совершенной газом в первом процессе.

Идеальный одноатомный газ переходит из состояния 1 в состояние 2 (см. диаграмму). Масса газа не меняется. Как изменяются при этом следующие три величины: давление газа, его объём и внутренняя энергия?

Для каждой величины подберите соответствующий характер изменения:

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Алгоритм решения

Решение

На графике идеальный одноатомный газ изотермически сжимают, так как температура остается неизменной, а давление увеличивается. При этом объем должен уменьшаться. Но внутренняя энергия идеального газа определяется его температурой. Так как температура постоянна, внутренняя энергия не изменяется.

pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор | оценить

Один моль аргона, находящийся в цилиндре при температуре T₁=600 K и давлении p₁=4⋅10 5 Па, расширяется и одновременно охлаждается так, что его температура при расширении обратно пропорциональна объёму. Конечное давление газа p₂=10 5 Па. Какое количество теплоты газ отдал при расширении, если при этом он совершил работу A=2493 Дж?

Источник

Тест с ответами на тему: “Термодинамика”

I вариант.

1. Тепловой двигатель за один цикл получает от нагревателя 100 кДж теплоты и отдает холодильнику 60 кДж. Чему равен КПД этого двигателя (%):
а) 25
б) 40 +
в) 60

2. Каким должно быть отношение масс m1/m2 горячей и холодной воды для того, чтобы за счет охлаждения от 50°С до 30°С воды массы m1, вода массой m2 нагрелась от 20° до 30°С:
а) 1/2 +
б) 2
в) 4

3. Тепловой двигатель с КПД 50% за один цикл отдает холодильнику 56 кДж теплоты. Какая работа им (кДж) совершается за один цикл:
а) 40
б) 27
в) 56 +

4. Укажите единицу измерения величины, измеряемой произведением pΔV:
а) джоуль +
б) паскаль
в) ватт

5. Какому количеству теплоты (МДж) эквивалентна работа, совершаемая за 1 ч двигателем мощностью 2 кВт:
а) 0,2
б) 3,6
в) 7,2 +

6. Найдите работу, совершаемую двумя молями идеального газа при его изобарном нагревании на 100°С (Дж). R=8,3Дж/моль•К:
а) 166
б) 1660 +
в) 830

7. При изохорном нагревании на 50 K идеальный газ получил 2 кДж теплоты. Какую работу совершил идеальный газ (Дж):
а) 7
б) 5
в) 0

8. Какой должна быть температура холодильника тепловой машины (°С), чтобы максимальное значение КПД равнялось 50%? Температура нагревателя 327°С:
а) 260
б) 27 +
в) 327

9. Температура нагревателя реальной тепловой машины 227°С, холодильника – +27°С. За один цикл газ получает от нагревателя 64 кДж теплоты, а отдает холодильнику 48 кДж. Определите КПД машины (%):
а) 40
б) 15
в) 25 +

10. Какой процесс называется изотермическим? Процесс, происходящий:
а) при постоянной теплоемкости
б) при постоянной температуре +
в) при постоянном давлении

11. Внутренняя энергия заданной массы m идеального газа зависит только от:
а) температуры +
б) формы сосуда
в) давления

12. В воду температурой 15°С и объемом 2 л опустили неизвестный сплав массой 1 кг и температурой 90°С. В результате теплообмена установилась температура 20°С. Какова удельная теплоемкость сплава (Дж/кг•К), если удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/кг•К:
а) 1100
б) 600 +
в) 1300

13. На сколько мегаджоулей отличается внутренняя энергия 2 кг водяного пара при температуре 100°С от внутренней энергии 2 кг воды при этой же температуре? Lв=2,3 МДж/кг:
а) на 4,6 МДж больше +
б) на 2,3 МДж меньше
в) на 2,3 МДж больше

14. Сколько льда (кг) растает, если лед массой 5 кг и температурой 0°С опустить в воду массой 10 кг и температурой 0°С:
а) 1
б) 10
в) 0 +

15. Взято по одному молю гелия, неона и аргона при одинаковой температуре. У какого газа внутренняя энергия самая большая:
а) у всех газов одинакова +
б) неона и аргона
в) гелия

16. На сколько С° нужно нагреть 10 млн. т воды, чтобы ее масса увеличилась на 1 г? Удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/кг•К:
а) 21,4
б) 2,14 +
в) 41

17. Азот массой 20 кг нагревается при постоянном давлении от 0° до 200°С. Оцените, на сколько нанограммов увеличится масса азота? Удельная теплоемкость азота при постоянном давлении равна 1,05 кДж/(кг•К):
а) 4,7
б) 470
в) 47 +

18. Какая сила (Н) совершает работу 100 Дж, равномерно перемещая тело на расстояние 40 см, если она действует под углом 30° к направлению перемещения:
а) 173
б) 289 +
в) 455

19. На тело массой 4 кг, движущееся со скоростью 2 м/с, подействовала сила 10 Н, в результате чего скорость тела увеличилась до 5 м/с. Какую работу (Дж) совершила данная сила:
а) 24
б) 34
в) 42 +

20. Какая работа (Дж) совершается при изохорном нагревании одного моля идеального газа на 20 К:
а) 16,62
б) при изохорном процессе работа не совершается +
в) 4,05

II вариант.

1. Как изменяется температура кристаллического тела с момента начала плавления до его окончания:
а) не изменяется +
б) в начале плавления понижается, затем повышается
в) в начале плавления повышается, затем понижается

2. Выясните, какая сила (Н) совершает работу 100 Дж, равномерно перемещая тело на расстояние 40 см, если она действует под углом 30° к направлению перемещения:
а) 173
б) 289 +
в) 455

3. Выберите верный ответ. На тело массой 4 кг, движущееся со скоростью 2 м/с, подействовала сила 10 Н, в результате чего скорость тела увеличилась до 5 м/с. Определите, какую работу (Дж) совершила данная сила:
а) 24
б) 34
в) 42 +

4. Отметьте, какая работа (Дж) совершается при изохорном нагревании одного моля идеального газа на 20 К:
а) 16,62
б) при изохорном процессе работа не совершается +
в) 4,05

5. Вода превращается в лед при постоянной температуре 0°С. Поглощается или выделяется при этом энергия:
а) не поглощается и не выделяется
б) выделяется +
в) поглощается

6. Какое количество теплоты (кДж) необходимо затратить, чтобы нагреть 2 кг воды от её температуры замерзания до температуры кипения (100°С)? Удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/(кг•К):
а) 440
б) 168
в) 840 +

7. При адиабатном сжатии идеального газа внешними силами совершена работа 100 Дж. Как изменилась при этом внутренняя энергия этого газа:
а) уменьшилась на 100 Дж
б) увеличилась на 100 Дж +
в) увеличилась на 50 Дж

8. Какое количество теплоты (кДж) необходимо затратить, чтобы расплавить 3 кг льда, взятого при температуре 0°С? Удельная теплота плавления льда равна 330 кДж/кг:
а) 330
б) 660
в) 990 +

9. Выберите верный ответ. В воду температурой 15°С и объемом 2 л опустили неизвестный сплав массой 1 кг и температурой 90°С. В результате теплообмена установилась температура 20°С. Какова удельная теплоемкость сплава (Дж/кг•К), если удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/кг•К:
а) 1100
б) 600 +
в) 1300

10. Определите, как изменяется температура кристаллического тела с момента начала плавления до его окончания:
а) не изменяется +
б) в начале плавления понижается, затем повышается
в) в начале плавления повышается, затем понижается

11. Выберите верный ответ. Вода превращается в лед при постоянной температуре 0°С. Определите, поглощается или выделяется при этом энергия:
а) не поглощается и не выделяется
б) выделяется +
в) поглощается

12. Укажите, на сколько мегаджоулей отличается внутренняя энергия 2 кг водяного пара при температуре 100°С от внутренней энергии 2 кг воды при этой же температуре? Lв=2,3 МДж/кг:
а) на 4,6 МДж больше +
б) на 2,3 МДж меньше
в) на 2,3 МДж больше

13. Определите, сколько льда (кг) растает, если лед массой 5 кг и температурой 0°С опустить в воду массой 10 кг и температурой 0°С:
а) 1
б) 10
в) 0 +

14. Смешали 30 л воды при 10°С и 50 л воды температурой 50°С. Определите температуру смеси:
а) 30
б) 35 +
в) 40

15. Какие из следующих процессов приводят к увеличению внутренней энергии тела:
1) нагревание;
2) охлаждение;
3) плавление;
4) кристаллизация;
5) парообразование;
6) конденсация;
7) ускоренное движение;
замедленное движение:
а) 1, 3 и 5 +
б) 2, 4 и 6
в) 2, 4, 6 и 7

16. При изотермическом расширении от V1 до V2 один моль кислорода совершил работу 3 кДж. Какое количество теплоты при этом получил:
а) 1
б) 6
в) 3 +

17. КПД идеального теплового двигателя равен 35%, температура холодильника – +27°С. Определите температуру нагревателя (°С):
а) 259
б) 189 +
в) 462

18. Определите внутреннюю энергию двух молей одноатомного идеального газа (кДж) при температуре 300 К. R=8,3 Дж/(моль•К):
а) 7,47 +
б) 1,66
в) 3,74

19. Выберите верный ответ. Взято по одному молю гелия, неона и аргона при одинаковой температуре. У какого газа внутренняя энергия самая большая:
а) у всех газов одинакова +
б) неона и аргона
в) гелия

20. Выберите, на сколько С° нужно нагреть 10 млн. т воды, чтобы ее масса увеличилась на 1 г? Удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/кг•К:
а) 21,4
б) 2,14 +
в) 41

Источник

Тест с ответами: “Основы термодинамики”

1.Зависит ли внутренняя энергия данной массы реального газа?
а) Не зависит ни от температуры, ни от объема.
б) Не зависит ни от каких факторов.
в) Зависит только от объема.
г) Зависит от температуры и объема.+

2.Каким образом можно изменить внутреннюю энергию системы?
а) Только путем совершения работы.
б) Только путем теплопередачи.
в) Путем совершения работы и теплопередачи.+
г) Среди ответов нет правильного.

3. Какой процесс называется изотермическим? Процесс, происходящий:
а) при постоянной теплоемкости
б) при постоянной температуре +
в) при постоянном давлении

4. Внутренняя энергия заданной массы m идеального газа зависит только от:
а) температуры +
б) формы сосуда
в) давления

5. В воду температурой 15°С и объемом 2 л опустили неизвестный сплав массой 1 кг и температурой 90°С. В результате теплообмена установилась температура 20°С. Какова удельная теплоемкость сплава (Дж/кг•К), если удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/кг•К:
а) 1100
б) 600 +
в) 1300

6. На сколько мегаджоулей отличается внутренняя энергия 2 кг водяного пара при температуре 100°С от внутренней энергии 2 кг воды при этой же температуре? Lв=2,3 МДж/кг:
а) на 4,6 МДж больше +
б) на 2,3 МДж меньше
в) на 2,3 МДж больше

7. Сколько льда (кг) растает, если лед массой 5 кг и температурой 0°С опустить в воду массой 10 кг и температурой 0°С:
а) 1
б) 10
в) 0 +

8. Взято по одному молю гелия, неона и аргона при одинаковой температуре. У какого газа внутренняя энергия самая большая:
а) у всех газов одинакова +
б) неона и аргона
в) гелия

9. На сколько С° нужно нагреть 10 млн. т воды, чтобы ее масса увеличилась на 1 г? Удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/кг•К:
а) 21,4
б) 2,14 +
в) 41

10. Азот массой 20 кг нагревается при постоянном давлении от 0° до 200°С. Оцените, на сколько нанограммов увеличится масса азота? Удельная теплоемкость азота при постоянном давлении равна 1,05 кДж/(кг•К):
а) 4,7
б) 470
в) 47 +

11. Какая сила (Н) совершает работу 100 Дж, равномерно перемещая тело на расстояние 40 см, если она действует под углом 30° к направлению перемещения:
а) 173
б) 289 +
в) 455

12. На тело массой 4 кг, движущееся со скоростью 2 м/с, подействовала сила 10 Н, в результате чего скорость тела увеличилась до 5 м/с. Какую работу (Дж) совершила данная сила:
а) 24
б) 34
в) 42 +

13. Какая работа (Дж) совершается при изохорном нагревании одного моля идеального газа на 20 К:
а) 16,62
б) при изохорном процессе работа не совершается +
в) 4,05

14. Как изменяется температура кристаллического тела с момента начала плавления до его окончания:
а) не изменяется +
б) в начале плавления понижается, затем повышается
в) в начале плавления повышается, затем понижается

15. Вода превращается в лед при постоянной температуре 0°С. Поглощается или выделяется при этом энергия:
а) не поглощается и не выделяется
б) выделяется +
в) поглощается

Источник