Контрольная работа "Термодинамика" 10 класс

ВАРИАНТ 1.

1. Сформулировать I закон термодинамики для изобарного нагревания.

2. Дать определение удельной теплоты парообразования.

3. Дать определение количества теплоты.

4. Определить внутреннюю энергию 1 моль азота при температуре 127⁰ С.

5. Идеальная тепловая машина совершает за один цикл работу 100 Дж. Температура нагревателя 100⁰ С, холодильника 0⁰ С. Найти количество тепла, отдаваемое за один цикл холодильнику.

6. Какое количество теплоты (в кДж) надо сообщить 2 кг льда, взятого при - 10⁰ С, чтобы полностью его растопить?

7. В вертикально расположенном цилиндре под поршнем находится газ. При изобарном его нагревании поршень переместился на 0,15 м. Масса поршня 0,3 кг, площадь его сечения 2,2 ∙ 10 ^-2 м². Атмосферное давление нормальное. Найти работу газа при расширении.

8. Вода падает с высоты 1200 м. На сколько повысится температура воды, если на её нагревание затрачивается 60% работы силы тяжести?

9. Смесь, состоящая из 2,51 кг льда и 7,53 кг воды при общей температуре 0⁰ С нужно нагреть до температуры 50⁰ С, пропуская пар при температуре 100⁰ С. Определите необходимое для этого количество (в г) пара.

ВАРИАНТ 2.

1. Сформулировать I закон термодинамики для изотермического расширения.

2. Определение внутренней энергии.

3. Определение обратимого процесса.

4. При изотермическом сжатии газа совершена работа 250 Дж. Определить изменение внутренней энергии газа и количество теплоты, отданной окружающей среде?

5. Идеальный газ работает по циклу Карно. Абсолютная температура нагревателя 400 К, а холодильника 300 К. Во сколько раз увеличится КПД цикла, если абсолютную температуру нагревателя повысить на 200 К?

6. Сколько теплоты (в кДж) выделится при конденсации 0,2 кг водяного пара при температуре 100⁰ С?

7. Газ, занимающий объём 460 л при температуре 280 К, нагрели до 295 К. Найти работу, совершенную газом, если давление не изменялось и было равно 999 кПа.

8. Стальной молот массой 12 кг падает на лежащую на наковальне железную пластинку массой 0,2 кг. Высота падения молота 1,5 м. Считая, что на нагревание пластины затрачивается 40% кинетической энергии молота, вычислить, на сколько нагреется пластинка после 50 ударов молота.

9. В сосуд, содержащий 4,6 кг воды при 20⁰ С, бросают кусок стали массой 10 кг, нагретой до 500⁰ С. Вода нагревается до 100⁰ С, и часть её обращается в пар. Найдите массу (в г) образовавшегося пара.

ВАРИАНТ 3.

1. Сформулировать I закон термодинамики для изобарного охлаждения.

2. Определение идеального теплового двигателя.

3. Определение адиабатного процесса.

4. Газ, занимающий объём 6,6 л, расширяется до объёма 33 л при постоянном давлении 515 кПа. Какая работа совершается газом?

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

6. Какое количество теплоты (в кДж) нужно сообщить 1 кг воды, взятой при 0⁰ С, чтобы нагреть её до 100⁰ С и полностью испарить?

7. В вертикально расположенном цилиндре с площадью основания 1,2 дм² находится воздух, закрытый подвижным поршнем массой 2,5 кг. Первоначальный объём воздуха 5 л. При изобарном нагревании на 850 К была совершена работа 1,5 кДж. Определить первоначальную температуру воздуха. Наружное давление равно 100 кПа.

8. На сколько нагреется при штамповке кусок стали массой 1,5 кг от удара молота массой 400 кг, если скорость молота в момент удара 7 м/с, а на нагревание стали затрачивается 60% энергии молота?

9. Для нагревания на спиртовке 1,55 л воды на 80 К израсходовано 80 г спирта. Определить КПД спиртовки.

ВАРИАНТ 4.

1. Сформулировать I закон термодинамики для изохорного нагревания газа.

2. Определение адиабатного процесса.

3. Определение теплопередачи.

4. Сравнить внутреннюю энергию аргона и гелия при одинаковой температуре. Массы газов одинаковы.

5. Каков КПД паровой турбины, если пар поступает в турбину с температурой 480⁰ С, а оставляет её при температуре 30⁰ С?

6. Какое количество теплоты необходимо для плавления олова массой 0,022 кг, взятого при 17⁰ С?

7. Один моль одноатомного газа находится в закрытом баллоне при температуре 27⁰ С. Какое количество теплоты необходимо сообщить газу, чтобы повысить его давление в 3 раза?

8. Сколько надо сжечь каменного угля, чтобы 5 т воды, взятой при 30⁰ С, обратить в пар? КПД котла 60%. Теплота сгорания угля 30 МДж/кг.

9. Из сосуда, в котором находится 100 г воды при температуре 0⁰ С, быстро выкачивают воздух, при этом за счет интенсивного испарения происходит замораживание испарившейся воды. Какая масса воды может быть обращена таким способом в лёд?

ВАРИАНТ 5.

1. Сформулировать I закон термодинамики для адиабатного расширения газа.

2. Определение обратимого процесса.

3. Определение удельной теплоёмкости вещества.

4. Какова температура идеального газа, если известно что внутренняя энергия 2 моль составляет 831 кДж?

5. В идеальном тепловом двигателе абсолютная температура нагревателя в 3 раза выше, чем температура холодильника. Нагреватель передал газу 40 кДж теплоты. Какую работу совершил газ?

6. Какое количество теплоты необходимо для плавления свинца массой 53 г, взятого при 26⁰ С?

7. Одноатомный идеальный газ при давлении 3 атм и температуре 0⁰ С занимает объём 2 м³. Газ сжимают без теплообмена с окружающей средой. При этом температура повышается до 200⁰ С. Определить работу, совершаемую газом.

8. С какой скоростью должна лететь свинцовая пуля, чтобы при ударе о преграду она расплавилась, если температура пули до удара 57⁰ С? При ударе в тепло превращается 40% энергии пули.

9. В железном калориметре массой 0,1 кг находится 0,5 кг воды при 15⁰ С. В калориметр бросают свинец и алюминий общей массой 0,15 кг и температурой 100⁰ С. В результате температура воды поднимается до 17⁰ С. Определить массы свинца и алюминия.

ВАРИАНТ 6.

1. Сформулировать I закон термодинамики для изотермического сжатия газа.

2. Определение молярной теплоемкости вещества.

3. Определение теплового двигателя.

4. Каково давление идеального газа, занимающего объём 2 л, если его внутренняя энергия равна 300 Дж?

5. Двигатель работает по циклу Карно. Как изменится КПД теплового двигателя, если при постоянной температуре холодильника 17⁰ С температуру нагревателя повысить со 127⁰ С до 447⁰ С?

6. В воду массой 3,68 кг при температуре 22⁰ С опустили алюминиевую деталь, масса которой 480 г и температура 240⁰ С. Найти установившуюся температуру.

7. Один моль идеального газа изобарно нагрели на 72 К, сообщив ему 1,6 кДж теплоты. Найти совершенную газом работу и увеличение его внутренней энергии.

8. До какой температуры нужно нагреть небольшой железный шарик, чтобы он, будучи положен на кусок льда, взятого при 0⁰ С, полностью в него погрузился (верхний уровень шарика совпадает с поверхностью льда)? Теплопроводностью шарика и нагреванием воды пренебречь.

9. Тело массой 1 кг скользит по наклонной плоскости длиной 21 м, которая образует с горизонтом угол 30⁰. Скорость тела у основания наклонной плоскости равна 4,1 м/с. Вычислить количество теплоты, выделившееся при трении тела о плоскость, если начальная скорость тела равна нулю.

ВАРИАНТ 7.

1. Сформулировать I закон термодинамики для изохорного охлаждения газа.

2. Определение удельной теплоты сгорания топлива.

3. Определение необратимого процесса.

4. Идеальный газ занимает объём 5 л и имеет давление 200 кПа. Какова его внутренняя энергия?

5. Котёл современной тепловой станции работает при температуре 550⁰ С. Отработанное тепло может отводиться к озеру или реке при температуре около 20⁰ С. Каков был бы КПД такой станции, если бы она работала по идеальному циклу Карно?

6. Какое количество теплоты необходимо для плавления стали массой 8220 кг, взятой при 72⁰ С?

7. Объём кислорода массой 320 г, температура которого 127⁰ С, при изобарном нагревании увеличился вдвое. Найти работу газа при расширении, количество теплоты, которое пошло на нагревание кислорода, изменение внутренней энергии.

8. Стальной шар падает с высоты 15 м. При ударе о Землю 30% накопленной им энергии превращается в теплоту. На сколько градусов повысится температура шара?

9. С какой скоростью влетает метеорит в атмосферу Земли, если при этом он нагревается, плавится и превращается в пар? Метеоритное вещество состоит из железа. Начальную температуру метеора принять равной 273 К. Температура плавления железа 1535⁰ С, теплота плавления 2,7 ∙ 10⁵ Дж/кг, удельная теплоемкость 460 Дж/кг∙К, температура кипения 3050⁰ С, удельная теплота парообразования 0,58 ∙ 10⁵ Дж/кг. Предполагается, что парообразование происходит при температуре кипения.

ВАРИАНТ 8.

1. Сформулировать I закон термодинамики для адиабатного сжатия газа.

2. Определение удельной теплоты плавления.

3. Определение внутренней энергии.

4. При изохорном нагревании газу было передано от нагревателя количество теплоты 250 Дж. Какую работу совершил газ? Чему равно изменение внутренней энергии газа?

5. Идеальный тепловой двигатель получает от нагревателя в каждую секунду количество теплоты 7200 кДж и отдаёт в холодильник 6400 кДж. Каков КПД двигателя?

6. Какое количество теплоты необходимо для плавления алюминия массой 580 кг, взятого при 11⁰ С?

7. В закрытом сосуде находится 0,5 кг неона под давлением 1 ат при температуре 37⁰ С. После нагревания давление в сосуде стало 3 ат. Какое количество теплоты было сообщено газу при его нагревании?

8. Два одинаковых кусочка льда летят навстречу друг другу с равными скоростями и при ударе превращаются в пар. Найти скорости льдинок перед ударом, если их температура равна -12⁰ С.

9. Кусок льда массой 5 кг при температуре -30⁰ С опустили в воду, имеющую температуру 70⁰ С. Масса воды 20 кг. Какую температуру будет иметь вода, когда весь лёд растает?

ВАРИАНТ 9.

1. Первый закон термодинамики.

2. Определение количества теплоты.

3. Определение удельной теплоты сгорания топлива.

4. При изобарном охлаждении на 100 К внутренняя энергия идеального газа уменьшилась на 1662 кДж. Какую работу совершил при этом газ и какое количество теплоты было им передано окружающим телам?

5. Определите максимальный КПД тепловой машины с температурами нагревателя и холодильника 500⁰ С и 20⁰ С.

6. Какое количество теплоты необходимо для плавления серебра массой 4 г, взятого при температуре 48⁰ С?

7. Некоторое количество газа нагревается от температуры 300 К до 400 К. При этом объём газа изменяется пропорционально температуре. Начальный объём газа 3 л. Давление в конце процесса 1 атм. Какую работу совершил газ?

8. С какой скоростью свинцовая пуля должна удариться о преграду, чтобы она наполовину расплавилась, если при ударе на нагревание пули идёт 60% её кинетической энергии? Температура пули до удара была 27⁰ С.

9. В 1 л воды, температура которой 20⁰ С, бросают кусок железа массой 100 г, нагретого до 500⁰ С. При этом температура воды повышается до 24⁰ С и некоторое количество её обращается в пар. Определить массу обратившейся в пар воды.

ВАРИАНТ 10.

1. Первый закон термодинамики для изохорного охлаждения.

2. Определение теплопередачи.

3. Определение удельной теплоёмкости вещества.

4. При адиабатном сжатии газа была совершена работа 200 Дж. Как и насколько изменилась при этом внутренняя энергия газа?

5. В идеальной тепловой машине за счёт каждого килоджоуля энергии, получаемой от нагревателя, совершается работа 300 Дж. Определить КПД машины и температуру нагревателя, если температура холодильника 280 К.

6. Какую массу воды можно нагреть от 20⁰ С до кипения при сжигании 200 г спирта?

7. Газ был нагрет изобарно от температуры 285 до 360 К. Какую при этом газ совершил работу, если начальное его давление 1,9 ∙ 10⁵ Па, а начальный объём 6 м³?

8. Свинцовая пуля пробивает деревянную стену, причём скорость её уменьшается от 400 м/с до 300 м/с. Температура пули в момент удара 55⁰ С. Какая часть пули расплавилась? Считать, что всё выделяющееся тепло получает пуля.

9. Смесь, состоящая из 5 кг льда и 15 кг воды при общей температуре 0⁰ С, нужно нагреть до 80⁰ С пропусканием водяного пара с температурой 100⁰ С. Определить массу пара.

ВАРИАНТ 11.

1. Второй закон термодинамики.

2. Определение внутренней энергии.

3. Определение необратимого процесса.

4. При адиабатном процессе газом была совершена работа 150 Дж. Как и насколько изменилась его внутренняя энергия?

5. Температура нагревателя идеальной тепловой машины 117⁰ С, а холодильника 27⁰ С. Количество теплоты, получаемой машиной от нагревателя за 1 с, равно 60 кДж. Вычислить КПД машины, количество теплоты, отдаваемое холодильнику в 1 с, и мощность машины.

6. Какую массу льда, взятого при 0⁰ С, можно расплавить при сжигании 0,5 кг каменного угля?

7. Воздух, занимающий при давлении 200 кПа объём 200 л, изобарно нагрели до 500 К. Масса и молярная масса воздуха соответственно равны 0,58 кг и 0,029 кг/моль. Найти работу воздуха.

8. Снежок, летящий со скоростью 20 м/с, ударяется в стену. Какая часть его расплавится, если температура окружающей среды 0⁰ С, а вся кинетическая энергия передаётся снегу?

9. 1 кг пара при 100⁰ С выпускают в холодную воду, взятую в количестве 12 кг. Температура воды после конденсации в ней пара поднялась до 70⁰ С. Какова была первоначальная температура воды? Удельная теплота парообразования воды 22,6 ∙ 10⁵ Дж/кг, теплоёмкость воды 4200 Дж/кг∙К.