Fizyka dla WIMiR – semestr letni

Zestaw 1 (27.02.2012)

Zadanie 1

W butli o objętości 2.24 dm

3

znajduje się tlen o masie 64 g w temperaturze 27



C. Proszę obliczyć

średnią kwadratową prędkość cząsteczek tlenu i jego ciśnienie. Proszę obliczyć energię wewnętrzną
tego tlenu i określić, jaką część tej energii stanowi energia rotacji cząsteczek tlenu.

Zadanie 2

W zbiorniku o stałej objętości zamknięto dwa mole gazu dwuatomowego. Gaz ten ogrzano tak, aby
temperatura wzrosła o 100



C od wartości początkowej równej 20



C. Proszę obliczyć, ile energii

potrzeba do takiego ogrzania gazu oraz określić, jak zmieni się ciśnienie gazu i entropia.

Zadanie 3

Proszę określić, ile energii i w jakiej formie trzeba dostarczyć
do jednego mola gazu atomowego, aby zmienić jego

parametry stanu z p

1

, V

1

, T

1

na

p

p

2

1

1
2



, V

2

= 2V

1

, T

1

. Proszę

rozpatrzyć trzy możliwe drogi przejścia przedstawione na
rysunku.

Zadanie 4

Proszę obliczyć, ile pracy trzeba wykonać, aby 20-krotnie zmniejszyć objętość jednego mola tlenu bez
wymiany ciepła z otoczeniem. Jak zmieni się temperatura tlenu, jeśli przed sprężaniem była równa
20



C?

Zadanie 5

Jeden mol azotu o temperaturze początkowej T

1

= 300 K poddano izobarycznemu zwiększaniu

objętości od V

1

do 2V

1

. Proszę określić zmianę energii wewnętrznej, entropii i entalpii wywołaną

takim procesem.

Zadanie 6

Proszę obliczyć sprawność zamiany ciepła na pracę w procesie cyklicznym złożonym z dwóch izoterm

T

1

= 100



C i

T

T

2

1

1
2



i dwóch izobar p

1

i p

2

= 0.1p

1

. Dla jakich gazów sprawność ta jest największa?

Zadanie 7

Proszę obliczyć sprawność zamiany ciepła na pracę w cyklu termodynamicznym złożonym z dwóch

izobar p

1

i

p

p

2

1

3
5



oraz dwóch izochor V

1

i

V

V

2

1

5
3



.

Zadanie 8

Pompa cieplna pracująca w odwrotnym cyklu Carnota przenosi ciepło z wody jeziora o temperaturze
10



C do pomieszczenia o temperaturze 20



C. Proszę obliczyć sprawność takiej pompy.