Правила оформления домашних контрольных работ

Правила оформления домашних контрольных работ

К оформлению домашней контрольной работы по физике предъявляются следующие требования:

1. Домашнее задание должно быть оформлено в отдельную тетрадь с указанием варианта и должно быть сдано не позднее срока, указанного преподавателем. Каждое домашнее задание должно быть проверено преподавателем и зачтено им после собеседования со студентом. Тетрадь с зачтенными работами следует сдать преподавателю.

2. Текст каждой задачи должен быть полностью переписан, кроме того, необходимо выписать отдельно в единицах СИ значения всех входящих в задачу физических величин.

3. Решение задачи должно сопровождаться краткими, но исчерпывающими объяснениями.

4. В тетради оставлять поля и место для замечаний преподавателя.

5. В конце каждого варианта домашнего задания необходимо поставить дату выполнения.

6. Если некоторые задачи решены неверно, их необходимо решить вторично в конце задания с учетом замечаний преподавателя. Исправления в первом варианте делать не следует.

Распределение контрольных работ

Номер варианта домашней контрольной работы определяется по порядковому номеру фамилии студента в журнале. Соблюдение варианта является строго обязательным.

Задание № 2 «Молекулярная физика»

Дата сдачи – 10 ноября

Номер варианта	Номера задач

1. Сколько молей составляют и сколько молекул содержат 8 г кислорода?

2. Сколько молей составляют и сколько молекул содержат 180 мл воды?

3. Определите массу 0,25 моль серной кислоты.

4. Определите массу 3 моль углекислого газа.

5. Определить число молекул в 16 кг кислорода.

6. Определить число молекул в 12 г углерода.

7. Найти массу одной молекулы аммиака.

8. Найти массу одной молекулы ацетилена.

9. Найти массу одной молекулы ацетона.

10. Сколько молекул содержится в 2,5 г сероводорода?

11. Сколько молекул содержится в 22 кг водорода?

12. Определите количество вещества, содержащегося в 100 см³ меди.

13. Сосуд ёмкостью 5 л наполнен кислородом, масса которого 20 г. Определить концентрацию молекул в сосуде.

14. Плотность алмаза 3500 кг/м³. Какой объём займут 10²² атомов этого вещества?

15. Какой объём занимают 4 моль алюминия?

16. В баллоне ёмкостью V = 50 л находится 10²² молекул идеального газа при давлении p = 6,0 МПа. Определить среднюю кинетическую энергию теплового движения молекул газа.

17. Каково давление азота, если средняя квадратичная скорость его молекул 500 м/с, а его плотность 1,36 кг/м³ ?

18. Определите давление водорода, если средняя квадратичная скорость его молекул 2550 м/с, а концентрация молекул 3,6*10²⁵ м^-3.

19. Каково давление углекислого газа, если в баллоне объёмом 40 л содержится 5*10²⁴ молекул, а средняя квадратичная скорость молекул 400 м/с?

20. Найдите среднюю квадратичную скорость молекул кислорода при нормальных условиях.

21. Найдите среднюю квадратичную скорость молекул азота при 40⁰С.

22. При какой температуре средняя квадратичная скорость атомов гелия равна 1,3 км/с?

23. Молекулы какого газа при 20⁰С имеют среднюю квадратичную скорость 510 м/с?

24. Каково давление газа, если его плотность 2 кг/м3, а средняя квадратичная скорость его молекул 600 м/с?

25. Давление кислорода 152 кПа, а средняя квадратичная скорость его молекул 545 м/с. Определите плотность кислорода.

26. Найдите среднюю квадратичную скорость молекул газа, имеющего плотность 1,8 кг/м3 при давлении 152 кПа.

27. Определите суммарную кинетическую энергию хаотического поступательного движения молекул газа в баллоне ёмкостью 10 л при давлении 0,4 МПа.

28. Каково давление углекислого газа, если в баллоне объёмом 40 л содержится 5*10²⁴ молекул, а средняя квадратичная скорость молекул 400 м/с.

29. В баллоне ёмкостью V = 5 л находится 10²⁴ молекул идеального газа при давлении p = 5,0 МПа. Определить среднюю кинетическую энергию теплового движения молекул газа.

30. Давление воздуха 240 кПа, а средняя квадратичная скорость его молекул 450 м/с. Определите плотность воздуха.

31. Каково количество вещества в газе, если при температуре -13⁰С и давлении 500 кПа объём газа равен 30 л?

32. Какое давление должен выдерживать газовый баллон объёмом 50 л, чтобы в нём можно было хранить 2 кг метана (СН₄) при 0⁰ С?

33. Найти давление 3 моль газа при 27⁰С, занимающего объём 2 л.

34. Найти объём 5 моль газа при 127⁰С, если его давление 250 кПа.

35. Найти плотность кислорода при 7⁰С, если его давление 200 кПа.

36. Найти плотность азота при 17⁰С, если его давление 400 кПа.

37. Найти давление водорода при 17⁰С, плотность которого 1,5 кг/м³.

38. Найти давление углекислого газа при 5⁰С, плотность которого 2,8 кг/м³.

39. Какая масса воздуха требуется для наполнения камеры в шине автомобиля, если ее объем 12 л? Камеру накачивают при температуре 27°С до давления 2,2·10⁵Па.

40. Баллон емкостью 100 л содержит 5,76 кг кислорода. При какой температуре возникает опасность взрыва, если баллон выдерживает давление до 5·10⁵ Па?

41. Баллон содержит сжатый кислород при температуре 25°С и давлении 1,5·10⁷Па. В ходе газовой сварки израсходована половина кислорода. Определите, какое давление установится в баллоне, если температура газа снизилась до 15°С.

42. Вычислить молекулярную массу бензола, зная, что масса 600 мл его паров при 87°C и давлении 83,2 кПа равна 1,30 г.

43. Из баллона со сжатым водородом емкостью 1 м³ вследствие неисправности вентиля вытекает газ. При температуре 7°С манометр показал 5 ат. Через некоторое время при температуре 17°С манометр показал 3 ат. На сколько уменьшилась масса газа в баллоне?

44. В баллоне объемом 0,2 м3 находится гелий под давлением 100 кПа при температуре 17⁰С . После подкачки гелия давление повысилось на 200 кПа, а температура на 30 ⁰С. На сколько изменилась масса гелия в баллоне?

45. Для приведения в движение гребных винтов торпеды применяют воздух, сжатый до 190 ∙ 10⁵ Па, в баллонах вместимостью 0,6 м3. При какой температуре находится воздух, если масса его 130 кг?

46. Газ при 37⁰С и давлении 1,5 МПа имеет объём 10 л. Каков объём этой же массы газа при нормальных условиях?

47. При сжатии воздуха в цилиндре дизельного двигателя объём воздуха уменьшается в 15 раз, а температура повышается от 47 до 620⁰С. Каково давление воздуха в конце сжатия, если в начале сжатия давление воздуха равнялось 100 кПа?

48. В дизеле в начале такта сжатия температура воздуха 40 °С, а давление 0,8 атм. Во время сжатия объем воздуха уменьшился в 15 раз, а давление увеличилось до 3,5 ∙ 10⁶ Па. Определите температуру сжатого воздуха.

49. При автогенной сварке используют сжатый кислород, который хранится в баллонах вместимостью 20 л. При 17 °С давление в баллоне 100 атм. Какой объем займет этот кислород при нормальных условиях?

50. Газ при давлении 0,2 МПа и температуре 15^oС имеет объем 5 л. Чему равен объем газа этой массы при нормальных условиях?

51. В баллоне находится газ при температуре 15 °С. Во сколько раз уменьшится давление газа, если 40% его выйдет из баллона, а температура при этом понизится на 8°С?

52. Газ при давлении 0,4 МПа и температуре 25 °С имеет объем 5 л. Чему равен объем газа этой массы при нормальных условиях?

53. Газ при давлении 0,2 МПа и температуре 15 °С имеет объем 5 л. Чему равен объем газа этой массы при нормальных условиях?

54. В баллоне находится газ при температуре 17 °С. Во сколько раз уменьшится давление газа, если 20% его выйдет из баллона, а температура при этом понизится на 7°С?

55. Какое давление рабочей смеси устанавливается в цилиндрах двигателя автомобиля ЗИЛ-130, если к концу такта сжатия температура повышается с 50 до 250 °С, а объем уменьшается с 0,75 до 0,12 л? Первоначальное давление равно 80 кПа.

56. В цилиндре дизельного двигателя автомобиля KAMA3-5320 температура воздуха в начале такта сжатия была 50 °С. Найти температуру воздуха в конце такта, если его объем уменьшается в 17 раз, а давление возрастает в 50 раз.

57. При повышении абсолютной температуры идеального газа в 2 раза давление газа увеличилось на 25%. Во сколько раз при этом изменился объем?

58. При уменьшении объема газа в 2 раза давление изменилось на 120 кПа, а абсолютная температура возросла на 10%. Каково было первоначальное давление (в кПа) газа? (100)

59. Газ при давлении 0,5 МПа и температуре 15 ⁰С имеет объем 4 л. Чему равен объем газа этой массы при нормальных условиях?

60. Какое давление рабочей смеси устанавливается в цилиндре двигателя внутреннего сгорания, если к концу такта сжатия температура повышается с 40 до 300 °С, а объем уменьшается с 0,5 до 0,12 л? Первоначальное давление равно 60 кПа.

61. Газ находится в цилиндре с подвижным поршнем и при температуре 300 К занимает объем 250 см3. Какой объем (в см3) займет газ, если температура понизится до 270 К? Давление постоянно. (225)

62. При 15 градусах С в баллоне с кислородом давление равно 90 атмосфер. При какой температуре оно станет равным 100 атм ?

63. Идеальный газ находится в закрытом сосуде постоянного объёма. При нагревании газа на 200 ⁰С его давление увеличилось в 1,4 раза. Найти температуру газа до нагревания (в ⁰С).

64. В баллоне емкостью 100 л находится газ под давлением 4,9·10⁵ Па. Какой объем займет газ при нормальном атмосферном давлении? Его температура не меняется.

65. До какой температуры нужно изобарно охладить некоторую массу газа с начальной температурой 37°С, чтобы объем газа уменьшился при этом на одну четверть?

66. При температуре 5°С давление воздуха в баллоне равно 10⁴ Па. При какой температуре давление в нем будет 2,6·10⁴ Па?

67. Манометр на баллоне со сжатым кислородом показывал при температуре –3°С давление 1,8·10⁶ Па, а при температуре 27°С давление 2·10⁶ Па. Происходила ли утечка газа из баллона?

68. В кислородной системе, которой оборудован самолет, имеется 2,8·10^-3 м3 кислорода при давлении 2·10⁷ Па. При максимальной высоте подъема летчик соединяет с помощью крана эту систему с пустым баллоном объемом 5·10^-3 м3. Какое давление установится в ней? Процесс расширения газа происходит при постоянной температуре.

69. Давление в кабине космического корабля «Союз» при температуре 290 К равно 9,7·10⁴ Па. Как изменится давление воздуха при повышении температуры на 8 К?

70. С какой глубины в водоеме всплывает пузырек воздуха, если при этом его объем увеличивается в 2 раза? Изменением температуры пренебречь.

71. При температуре 27⁰С давление газа в закрытом сосуде было 75 кПа. Каким будет давление этого газа при температуре -13⁰С ?

72. Давление воздуха в автомобильной камере при температуре -13 ⁰С было 160 кПа. Каким стало давление, если в результате длительного движения воздух в камере нагрелся до 37 ⁰С?

73. Два сосуда, содержащие один и тот же газ, соединены трубкой с краном. Объемы сосудов равны V₁=2 л и V₂=3 л, а давления в них P₁=34 кПа и P₂=68 кПа. Каким будет давление газа после открытия крана соединительной трубки? (температура газа постоянна)

74. В цилиндре под поршнем изобарически охлаждают 10 л газа от 323 до 273 К. Каков объем охлажденного газа?

75. При изготовлении электроламп их наполняют инертным газом при температуре T₁ = 423 K. Под каким давлением должны наполняться лампы, чтобы при температуре Т₂ = 573 К, которая устанавливается в лампе при горении, давление не превышало 0,1 МПа?

76. После изохорного нагревания газ испытывает изотермическое расширение. Эти процессы изобразить в осях (pV) (pT) (TV).

77. Газ испытывает изотермическое сжатие, а затем изобарное расширение. Эти процессы изобразить в осях (pV) (pT) (TV).

78. Газ испытывает изохорное нагревание, потом изотермическое расширение, а затем изобарное сжатие. Эти процессы изобразить в осях (pV) (pT).

79. После изобарного охлаждения газ изотермически расширяется. Эти процессы изобразить в осях (pV) (pT) (TV).

80. Газ испытывает изобарное сжатие, потом изотермическое расширение, а затем изохорное охлаждение. Эти процессы изобразить в осях (pV) (pT).

81. Назвать процессы изображённого цикла и построить их в осях (pV).

82. Назвать процессы изображённого цикла и построить их в осях (ТV).

83. Назвать процессы, изображённого на рисунке 2.7 цикла и построить его в осях (р,Т)

84. Назвать процессы, изображённого на рисунке 2.8 цикла и построить его в осях (pV).

85. Назвать процессы изображённого на рисунке 2.7 цикла и построить его в осях (рV).

86. Назвать процессы, изображённого на рисунке 2.8 цикла и построить его в осях (ТV).

87. Назвать процессы изображённого на рисунке цикла и перестроить его в других осях (VT)

88. Назвать процессы изображённого в задаче 87 цикла и построить их в осях (Тp).

89. Назвать все процессы, осуществляемые с газом, изображённые на рис.12 и построить их в осях (pV) и (TV).

90. Газ изотермически расширяется, а потом изобарно нагревается. Эти процессы изобразить в осях (pV) (pT) (TV).

91. Газ, занимавший объем 11 л при давлении 10⁵ Па, был изобарно нагрет от 20 до 100°С. Определите работу расширения газа.

92. 1 м³ воздуха при температуре 0°С находится в цилиндре при давлении 2·10⁵ Па. Какая будет совершена работа при его изобарном нагревании на 10°С?

93. На сколько изменится внутренняя энергия двух молей одноатомного газа при его нагревании на 80К?

94. Внешними силами над идеальным одноатомным газом в количестве 2 молей совершена работа, равная 3600 Дж. Количество теплоты, полученное газом в этом процессе, равно 3400 Дж. На сколько увеличилась температура газа?

95. На электроплитке мощностью 600 Вт 3 л воды нагреваются до кипения за 40 минут. Начальная температура воды 20°С. Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кгК). Определите КПД (в процентах) установки. (70)

96. Определите КПД цикла Карно, если температуры нагревателя и холодильника соответственно равны 200 и 15°С. На сколько нужно повысить температуру нагревателя, чтобы КПД цикла увеличился вдвое?

97. Какое количество теплоты (в кДж) необходимо для превращения в пар 0,1 кг льда, взятого при -5⁰С?

98. В калориметре смешали 2 кг воды при температуре 50°С и 3 кг воды при температуре 30°С. Найдите температуру (в °С) смеси. Теплоемкость калориметра не учитывать.

99. В ванну налили 210 кг воды при 10°С. Сколько воды при 100°С нужно добавить в ванну, чтобы тепловое равновесие установилось при 37°С?

100. Медное тело, нагретое до 100°С, опущено в воду, масса которой равна массе медного тела. Тепловое равновесие наступило при температуре 30°С. Определите начальную температуру (в °С) воды.

101. Определите начальную температуру (в кельвинах) олова массой 0,6 кг, если при погружении его в воду массой 3 кг при температуре 300 К вода нагрелась на 2 К.

102. В сосуд, содержащий 9 кг воды при 20°С, вводится 1 кг пара при 100°С, который превращается в воду. Определите конечную температуру (в С) воды.

103. При постоянном давлении 3 кПа объем газа увеличился от 7 л до 12 л. Какую работу совершил газ?

104. В изобарном процессе при давлении 300 кПа абсолютная температура идеального газа увеличилась в 3 раза. Определите начальный объем (в л) газа, если при расширении он совершил работу 18 кДж. (30)

105. При изобарном нагревании 2 кг воздуха им была совершена работа 166 кДж. На сколько градусов был нагрет воздух? (15)

106. При нагревании газа его внутренняя энергия увеличилась от 300 Дж до 700 Дж. Какая работа была совершена газом, если на его нагревание было затрачено 1000 Дж теплоты? (600)

107. При изохорном нагревании газа его внутренняя энергия увеличилась от 200 Дж до 300 Дж. Какое количество теплоты было затрачено на нагревание газа? (100)

108. При изобарном нагревании газу было сообщено 16 Дж теплоты, в результате чего внутренняя энергия газа увеличилась на 8 Дж, а его объем возрос на 0,002 м3. Найдите давление (в кПа) газа. (4)

109. На нагревание идеального газа при постоянном давлении 0,1 МПа израсходовано 700 Дж теплоты. При этом объем газа возрос от 0,001 до 0,002 м3, а внутренняя энергия газа оказалась равной 800 Дж. Чему была равна внутренняя энергия газа до нагревания?

110. Определите изменение внутренней энергии 0,5 моль газа при изобарном нагревании от температуры 27°С до 47°С, если газу было сообщено количество теплоты 290 Дж. \

111. (200Какое количество теплоты надо сообщить при постоянном объеме 2 моль идеального одноатомного газа, чтобы увеличить его температуру на 10 К?

112. При адиабатическом расширении 2 кг гелия газ совершил работу 49,8 кДж. На сколько градусов уменьшилась при этом его температура?

113. Какое количество теплоты надо сообщить при постоянном давлении 4 моль идеального одноатомного газа, чтобы увеличить его температуру на 6 К?

114. При изобарном расширении гелия газ получил 300 Дж теплоты. Найдите изменение объема (в л) газа, если его давление 20 кПа. (6)

115. При изобарном расширении идеальный одноатомный газ получил 100 Дж теплоты. Какую он при этом совершил работу? (40)

116. Совершая замкнутый цикл, газ получил от нагревателя 420 Дж теплоты. Какую работу совершил газ, если КПД цикла 10% ? (42)

117. КПД идеальной тепловой машины, работающей по циклу Карно, равен 25%. Какова температура (в °С) нагревателя, если температура холодильника 27°С? (127)

118. Идеальная тепловая машина передает холодильнику 80% теплоты, полученной от нагревателя. Найдите температуру (в кельвинах) нагревателя, если температура холодильника 248 К. (310)

119. КПД идеальной тепловой машины, работающей по циклу Карно, равен 80%. Во сколько раз абсолютная температура нагревателя больше абсолютной температуры холодильника? (5)

120. Идеальная тепловая машина, работающая по циклу Карно, совершает за один цикл работу 100 Дж. Температура нагревателя 100°С, температура холодильника 0°С. Найдите количество тепла, отдаваемое за один цикл холодильнику. (273)