Домашнее задание к занятию 2.04.2018

Тема: "Термодинамика"

Попробуйте решить четыре задачи:

Задача 1.

В очень длинном горизонтальном цилиндре между двумя поршнями массами 0,4 кг и 0,8 кг находится 0,1 моль гелия при температуре 150 К. Вначале поршни удерживают в покое, затем одновременно отпускают. Найдите максимальную скорость более лёгкого поршня. Трением, теплообменом и механической энергией газа пренебречь. Вне поршней газа нет.

Задача 2.

В вертикальном теплоизолированном цилиндре, лёгкий поршень которого удерживается в неподвижном состоянии двумя одинаковыми гирями, находится идеальный одноатомный газ. Давление вне цилиндра равно нулю. Во сколько раз изменится абсолютная температура газа, если одну из гирь снять, а затем, подождав установление равновесия, поставить обратно?

Задача 3.

Моль идеального газа из начального состояния 1 с температурой T₁ = 100 К, расширяясь через турбину в пустой сосуд, совершает некоторую работу и переходит в состояние 2 (см. рисунок) Этот переход происходит без подвода либо отвода тепла. Затем газ сжимают в процессе 2-3, в котором давление является линейной функцией объема, и, наконец, в изохорическом процессе 3-1 газ возвращается в исходное состояние. Найдите работу, совершенную газом при расширении через турбину в переходе 1-2, если в процессах 2-3-1 к газу в итоге подведено Q = 72 Дж тепла. Известно также, что T₂ = T₃, V₂ = 3V₁.

Задача 4.

Сколько стоит приготовление 1 кг льда в домашнем холодильнике, если считать, что он работает по идеальному циклу? Комнатная температура 23°С, температура фреона равна -10°С, 1 кВт·ч электроэнергии стоит 5 руб.