Закон термодинамики, его применение к изопроцессам и адиабатическому процессу. Энтропия

---

Тема 8: Работа газа. Теплоёмкость. 
Первый закон термодинамики, его применение к 
изопроцессам и адиабатическому процессу. Энтропия. 
1. При постоянном давлении 3 кПа объем газа увеличился от 7 л до 12 л. 
Какую работу совершил газ?
2. Расширяясь в цилиндре с подвижным поршнем при постоянном 
давлении 100 кПа, газ совершает работу 100 кДж. На какую величину 
при этом изменился объем газа?
3. 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.
4. 
Какую работу совершают два моля некоторого газа при изобарном 
повышении температуры на 10 К? Универсальная газовая постоянная 
8300 Дж/(кмоль∙К).
5. 
При изобарном нагревании 2 кг воздуха им была совершена работа 
166 кДж. На сколько градусов был нагрет воздух? Молярная масса 
воздуха 
29 кг/кмоль, 
универсальная 
газовая 
постоянная 
8300 Дж/(кмоль∙К).
6. 
Одинаковые массы водорода и кислорода изобарно нагревают на 
одинаковое число градусов. Молярная масса водорода 2 кг/кмоль, 
кислорода 32 кг/кмоль. Во сколько раз работа, совершенная водородом, 
больше, чем кислородом?
7. 
В цилиндре под поршнем находится некоторая масса газа при 
температуре 300 К, занимающая при давлении 0,1 МПа объем 6 л. На 
сколько градусов надо охладить газ при неизменном давлении, чтобы 
при этом была совершена работа по его сжатию, равная 50 Дж?
8. 
В цилиндре с площадью основания 100 см2 находится газ при 
температуре 300 К. На высоте 30 см от основания цилиндра 
расположен поршень массой 60 кг. Какую работу совершит газ при 
расширении, если его температуру медленно повысить на 50∙С? 
Атмосферное давление 100 кПа, g = 10 м/с2.
9. 
В цилиндре под поршнем находится газ, удерживаемый в объеме 
0,5 м3 силой тяжести поршня и силой атмосферного давления. Какую 
работу (в кДж) совершит газ при нагревании, если его объем при этом 
возрастет в 2 раза? Атмосферное давление 100 кПа, масса поршня 
10 кг, площадь поршня 10-3 м2. g = 10 м/с2.
10. 
Один моль газа изохорно охладили так, что его давление уменьшилось 
в 5 раз, а затем изобарно нагрели до начальной температуры 400 К. 
Какую работу совершил газ? Универсальная газовая постоянная 
8300 Дж/(кмоль∙К).
 

---

11. 
Газ совершает цикл Карно. Абсолютная температура нагревателя в 3 
раза выше, чем температура охладителя. Нагреватель передал Q=41,9 
кДж теплоты. Какую работу A совершил газ? 
12. 
Газ совершает цикл Карно. Работа изотермического расширения газа 
A
1
=5 Дж. Определить работу A
2
изотермического сжатия, если 
термический КПД цикла η=0,2. 
13. 
Совершая цикл Карно, газ отдал охладителю теплоту Q
2
=4 кДж. Работа 
цикла A=1 кДж. Определить температуру нагревателя T
1
, если 
температура охладителя T
2
=300 К. 
14. 
Газ совершает цикл Карно. Абсолютная температура охладителя 
T
2
=290 К. Во сколько раз увеличится КПД цикла, если температура 
нагревателя повысится от T
1
=400 К до T
2
=500 К? 
15. 
Газ совершает цикл Карно. Температура нагревателя T
1
=475 К, 
охладителя – T
2
=260 К. При изотермическом расширении газ совершил 
работу A
1
=100 Дж. Определить термический КПД Цикла и теплоту, 
которую газ отдаёт охладителю. 
16. 
Газ, совершающий цикл Карно, получает от нагревателя теплоту Q