Задачи с решениями КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ по термодинамике и статистической физике

Портативная акустическая система

Гуманитарные науки

Гуманитарные науки

Биржа студенческих   работ. Контрольные, курсовые, рефераты.

Выполнение 
работ на заказ. Контрольные, курсовые и дипломные работы

Выполнение работ на заказ. Контрольные, курсовые и дипломные работы

Занимайтесь онлайн 
        с опытными репетиторами

Занимайтесь онлайн
с опытными репетиторами

Приглашаем к сотрудничеству преподователей

Приглашаем к сотрудничеству преподователей

Готовые шпаргалки, шпоры

Готовые шпаргалки, шпоры

Отчет по практике

Отчет по практике

Приглашаем авторов для работы

Авторам заработок

Решение задач по математике

Закажите реферат

Закажите реферат

Математика
Примеры решения задач
 
Сопромат
Лабораторные работы по материаловедению
Физика
Экзамен
Первая контрольная работа
Вторая контрольная работа
Энергия линейного гармонического осциллятора
Уравнение реакции водорода с кислородом
В сосуде газ идеальный
джоулево тепло

КПД обратимой тепловой машины

Электротехника
Расчеты цепей постоянного и переменного тока
 

Контрольные работы 2007 г.

Первая контрольная работа

1. КПД обратимой тепловой машины, работающей по циклу Карно, определяется температурами нагревателя T1 и холодильника T2:

если поднять температуру T1 нагревателя при неизменной температуре холодильника на ΔT << T1, КПД примет значение:

если при неизменной температуре нагревателя понизить температуру холодильника T2 на такую же величину (T2 >> ΔT), КПД станет равен:

Отношение значений КПД в этих двух случаях равно

Таким образом, КПД машины Карно увеличится больше во втором случае :(если при неизменной температуре нагревателя понизить температуру холодильника).

2. По условию имеем

Абсолютная средняя скорость молекулярного движения  для идеального газа равна

т. е. зависит только от температуры (пропорциональна корню квадратному из T).

Концентрация молекул n обратно пропорциональна объему газа:

В результате уравнение рассматриваемого равновесный процесса преобразуется к виду:

Логарифмируем его и записываем в дифференциалах:

Отсюда получаем производную от объема по температуре для данного процесса:

Теплоемкость, по определению, равна

По первому началу термодинамики подводимое к газу тепло равно

Внутренняя энергия идеального газа является функцией только температуры. Поэтому

В данном случае cV – молярная теплоемкость. Таким образом, теплоемкость моля идеального газа в рассматриваемом процессе равна

Подставляем сюда полученное выражение для производной и найдем молярную теплоемкость газа в рассматриваемом процессе:

Термическое уравнение состояния для одного моля идеального газа имеет вид

Находим окончательное выражение для теплоемкости газа:

3. При отклонении от положения равновесия, в котором координату x будем полагать нулем, на поршень действует направленная вдоль оси x сила Fx = (p – p0) S, где p – текущее давление в закрытой части цилиндра.

Эта сила является геометрической суммой сил, действующих на поршень с обеих сторон. Так как давление газа всегда направлено по внутренней нормали к поверхности объема, внутри которого заключен газ, то сила, вызванная давлением p, сонаправлена оси x, а сила, вызванная давлением p0, имеет направление, противоположное оси x.

Учитывая адиабатичность процесса в замкнутой части объема, можно записать следующее соотношение:

где p, V – текущие давление и объем газа в закрытой части цилиндра.

Так как V = V0 + Sx, то

Учитывая малость колебаний и разлагая p в ряд Тейлора по степеням x, получаем:

p = p0(1 – gSx/V0);

p – p0 = – p0gSx/V0.

Тогда второй закон Ньютона для поршня имеет вид:

Отсюда находим частоту колебаний поршня:

и период

4. Решение см. в задаче 4 из первой контрольной работы 2011 г.

5. Ось x направим вертикально вверх. Через малое отверстие из баллона в этом направлении истекает газ. За короткое время, в течение которого повреждение было устранено, температура газа T внутри баллона не изменилась. Распределение молекул в струе по соответствующей компоненте скорости для идеального газа имеет вид

Атмосферы на Луне нет, поэтому можно считать, что вылетевшие молекулы не сталкиваются. Высота, на которую поднимется молекула со скоростью vx, определяется из закона сохранения энергии:

Это равенство позволяет найти распределение по максимальной высоте подъема вылетевших молекул:

Найдем среднее значение высоты подъема молекулы:

На поверхности Луны лежит баллон с газом. В нем возникло повреждение в виде малого отверстия, из которого вертикально вверх стал истекать газ. Через короткое время, за которое температура газа T внутри баллона не изменилась, повреждение было устранено. Масса молекулы газа равна m. Ускорение свободного падения на Луне gл (считать его постоянным). Атмосферы на Луне нет, поэтому каждую из взлетевших молекул можно характеризовать максимальной высотой взлета h над поверхностью. Найти распределение dW(h) = f(h)dh вероятности по h, среднее значение этой высоты. Построить график зависимости плотности вероятности f(h) и найти наиболее вероятную h.

Ответ:

Задачи экзамена по физике