ТЕРМОДИНАМИКА. 1.Один моль идеального одноатомного газа находится при температуре Т1 = 300 К в вертикальном теплоизолированном сосуде

Вариант 3

1. Один моль идеального одноатомного газа находится при температуре Т₁ = 300 К в вертикальном теплоизолированном сосуде, закрытом поршнем массой m = 2 кг и диаметром d = 10 см. Когда на поршень поставили гирю массой М = 3 кг, он опустился на h = 5 см. Определить изменение внутренней энергии газа, если атмосферное давление Р₀ = 10⁵ Па.

2. Газ, занимавший объем V₁ = 2 л при давлении Р₁ = 0,1 МПа, расширили изотермически до объема V₂ = 4 л. После этого, охлаждая изохорически, его давление уменьшили в два раза. Далее газ изобарически расширился до V₂ = 6 л. Представить в координатах Р – V процессы, происходящие с газом, и определить работу, совершенную газом.

3. n = 2 моля идеального газа при температуре Т₀ = 300 К охладили изохорически, вследствие чего давление уменьшилось в n = 20 раз. Затем газ изобарически расширили так, что в конечном состоянии его температура стала равна первоначальной. Найти суммарное количество тепла в этих процессах.

4. В цилиндре под поршнем находится в замкнутом пространстве воздух. Какая работа должна быть произведена, чтобы поднять поршень на h_l =l0 см, если начальная высота столба воздуха h₀ =15 см и наружное давление р₀ = 10⁵ Па? Площадь поршня S = 10 см². Весом поршня можно пренебречь. Температура газа в цилиндре остается неизменной.

5. Идеальный газ массой m = 20 г и молярной массой М = 0,028 кг/моль совершает циклический процесс, изображенный на рису. Найти работу за цикл, если температуры газа в состояниях 1 и 2 соответственно равны Т₁ = 300 К,
Т₂ =496 К, а при расширении на участке 2–3 объем газа увеличивается в два раза.