Самостоятельная работа по физике 10 класс "Работа в термодинамике"

10 КЛАСС. Самостоятельная работа №3 по темам: Работа в термодинамике. Первый закон термодинамики. Тепловые двигатели.

1 уровень.

1. При изобарном расширении газа была совершена работа 600 Дж. На сколько изменился объем газа, если давление газа было 4·10⁵ Па?

2. Некоторый газ занимал объем 20 л. Каким стал объем газа, если при изобарном расширении была совершена работа 496 Дж. Давление газа 80 кПа.

3. Воздух находился под давлением 10⁵ Па и занимал объем 0,6 м³. Какая работа будет совершена при уменьшении его объема до 0,2 м³?

4. На сколько изменилась внутренняя энергия газа, если ему сообщили количество теплоты 20 кДж и совершили над ним работу 30 кДж.

5. На сколько изменилась внутренняя энергия газа, который совершил работу 100 кДж, получив количество теплоты 135 кДж?

6. Какое количество теплоты нужно передать газу, чтобы его внутренняя энергия увеличилась на 45 кДж и при этом газ совершил работу 65 кДж?

7. Каков КПД идеальной тепловой машины, если температура нагревателя равна 140^оС, а температура холодильника 17^оС?

8. КПД идеального теплового двигателя 40 %. Газ получил от нагревателя 5 кДж теплоты. Какое количество теплоты отдано холодильнику?

9. КПД идеальной паровой турбины 60%, а температура нагревателя 480^оС. Какова температура холодильника, и какая часть теплоты, получаемой от нагревателя, уходит в холодильник?

10. Температура нагревателя тепловой машины 150^оС, а холодильника 25^оС; машина получила от нагревателя 4·10⁴ Дж энергии. Как велика работа, произведенная машиной?

2 уровень.

1. Азот массой 280 г был нагрет при постоянном давлении на 100^оС. Определить работу расширения.

2. Определите работу расширения 20 л газа при изобарном нагревании от 300 К до 393 К. Давление газа 80 кПа.

3. Один килограмм углекислого газа изобарно нагрет ор 286 к до 400 К. Определить работу, совершенную газом при увеличении его объема.

4. В цилиндре под поршнем находится 1,25 кг воздуха. Для его нагревания на 4^оС при постоянном давлении было затрачено 5 кДж теплоты. Определите изменение внутренней энергии воздуха.

5. Для нагревания 10 г неизвестного газа на 1 К при постоянном давлении требуется 9,12 Дж, при постоянном объеме – 6,49 Дж. Что это за газ?

6. Объем кислорода массой 160 г, температура которого 27^оС^, при изобарном нагревании увеличилась вдвое. Найти работу газа, количество теплоты, изменение внутренней энергии.

7. При изобарном расширении 80 г кислорода с температурой 300 К его объем увеличился в 1,5 раза. Определить количество теплоты, работу и изменение внутренней энергии.

8. Газ совершил цикл Карно. Абсолютная температура нагревателя в три раза выше абсолютной температуры холодильника. Определить долю теплоты , отдаваемой холодильнику.

9. Автомобиль движется со скоростью 72 км/ч. Мощность двигателя 600 кВт, его КПД равен 30%. Определить расход бензина на 1 км пути.

10. Двигатель мотороллера развивает мощность 3,31 кВт при скорости 58 км/ч. Сколько километров пройдет мотороллер, расходуя 3,2 л бензина, если КПД двигателя 20%?

3 уровень.

1. В двух цилиндрах под подвижным поршнем находится водород и кислород. Сравнить работы, которые совершают эти газы при изобарном нагревании, если их массы, а также начальные и конечные температуры равны.

2. Волейбольный мяч массой 200 г и объемом 8 л накачан до избыточного давления 0,2 атм. Мяч был подброшен на высоту 20 м и после падения на твердый грунт подскочил почти на ту же высоту. Оцените максимальную температуру воздуха в мяче в момент удара о грунт. Температура наружного воздуха 300 К, теплоемкость воздуха при постоянном объеме С_v=700 Дж/К. Атмосферное давление р_о=1 атм.

3. Газовая нагревательная колонка потребляет 1,2 м³ метана в час. Найти температуру подогретой воды, если вытекающая струя имеет скорость 0,5 м/с. Диаметр струи 1 см, начальная температура воды и газа 11^оС. Газ в трубке находится под давлением 1,2 атм. КПД=60%.