8.2 CIEPŁO, PRACA A WYKRESY W PRZEMIANACH GAZOWYCH
Kartkówka
Grupa A
Zadanie 1 (5 pkt)
W dwóch cylindrach A i B znajduje się taka sama liczba $n = 0.5\text{ moli}$ jednoatomowego gazu doskonałego o tych samych parametrach: objętości $V$, temperaturze $T$ i ciśnieniu $p = 4 \cdot 10^4\text{ Pa}$. Gaz w cylindrach został ogrzany o $\Delta T = 15\text{ K}$. W cylindrze A gaz ogrzano przy stałej objętości, a w cylindrze B (z ruchomym tłokiem) przy stałym ciśnieniu. Stała gazowa $R = 8.31\frac{\text{J}}{\text{mol} \cdot \text{K}}$. Oblicz:
a) ilość energii cieplnej dostarczonej do każdego cylindra.
b) zmiany energii wewnętrznej gazów w cylindrach A i B.
c) prace wykonane przez gaz w cylindrach A i B.
d) przyrost objętości gazu w cylindrze B.
Zadanie 2 (2 pkt)
Porcja $n = 0,6 \text{ mola}$ gazu dwuatomowego została ogrzana o $\Delta T = 30 \text{ K}$ pod stałym ciśnieniem. Oblicz pracę wykonaną przez gaz podczas procesu ogrzewania.
Zadanie 3 (3 pkt)
1,5 mola gazu dwuatomowego jest podgrzewane pod stałym ciśnieniem $p = 10^6$ Pa. W wyniku ogrzewania gaz wykonuje pracę $W = 5000$ J.
a) Oblicz zmianę objętości gazu.
b) Oblicz zmianę temperatury gazu.
Zadanie 4 (4 pkt)
W zbiorniku o stałej objętości znajduje się $n = 0.5$ mola nieznanego gazu. Gaz oddał do otoczenia $Q = 187.065$ J energii podczas ochładzania od $T_1 = 50^\circ \text{C}$ do $T_2 = 20^\circ \text{C}$. Wykonaj obliczenia i ustal, czy jest to gaz jedno- czy dwuatomowy.
Zadanie 5 (4 pkt)
Podczas izobarycznego sprężania pewnej porcji azotu została wykonana praca $W = 18\text{ kJ}$. Azot traktujemy jako dwuatomowy gaz doskonały, ciepło molowe przy stałym ciśnieniu dla gazu dwuatomowego to $C_p = \frac{7}{2}R$, gdzie $R$ jest stałą gazową.
a) Ile ciepła oddał do otoczenia gaz podczas sprężania?
b) Oblicz zmianę energii wewnętrznej gazu. Czy energia wewnętrzna gazu wzrosła czy zmalała w wyniku przemiany?
Grupa B
Zadanie 1 (5 pkt)
W dwóch cylindrach A i B znajduje się taka sama liczba $n = 0.3\text{ moli}$ jednoatomowego gazu doskonałego o tych samych parametrach: objętości $V$, temperaturze $T$ i ciśnieniu $p = 6 \cdot 10^4\text{ Pa}$. Gaz w cylindrach został ogrzany o $\Delta T = 20\text{ K}$. W cylindrze A gaz ogrzano przy stałej objętości, a w cylindrze B (z ruchomym tłokiem) przy stałym ciśnieniu. Stała gazowa $R = 8.31\frac{\text{J}}{\text{mol} \cdot \text{K}}$. Oblicz:
a) ilość energii cieplnej dostarczonej do każdego cylindra.
b) zmiany energii wewnętrznej gazów w cylindrach A i B.
c) prace wykonane przez gaz w cylindrach A i B.
d) przyrost objętości gazu w cylindrze B.
Zadanie 2 (2 pkt)
Ta sama porcja $n = 1,2 \text{ mola}$ gazu dwuatomowego została ogrzana o $\Delta T = 15 \text{ K}$ pod stałym ciśnieniem. Oblicz pracę wykonaną przez gaz podczas procesu ogrzewania.
Zadanie 3 (3 pkt)
2 mole gazu dwuatomowego jest podgrzewane pod stałym ciśnieniem $p = 1.2 \times 10^6$ Pa. W wyniku ogrzewania gaz wykonuje pracę $W = 6000$ J.
a) Oblicz zmianę objętości gazu.
b) Oblicz zmianę temperatury gazu.
Zadanie 4 (4 pkt)
W zbiorniku o stałej objętości znajduje się $n = 0.7$ mola nieznanego gazu. Gaz oddał do otoczenia $Q = 582.0$ J energii podczas ochładzania od $T_1 = 70^\circ \text{C}$ do $T_2 = 30^\circ \text{C}$. Wykonaj obliczenia i ustal, czy jest to gaz jedno- czy dwuatomowy.
Zadanie 5 (4 pkt)
Podczas izobarycznego sprężania pewnej porcji azotu została wykonana praca $W = 24\text{ kJ}$. Azot traktujemy jako dwuatomowy gaz doskonały, ciepło molowe przy stałym ciśnieniu dla gazu dwuatomowego to $C_p = \frac{7}{2}R$, gdzie $R$ jest stałą gazową.
a) Ile ciepła oddał do otoczenia gaz podczas sprężania?
b) Oblicz zmianę energii wewnętrznej gazu. Czy energia wewnętrzna gazu wzrosła czy zmalała w wyniku przemiany?