Один моль иде­аль­но­го од­но­атом­но­го газа участ­ву­ет в не­ко­то­ром про­цес­се, в ко­то­ром теп­ло­ем­кость газа по­сто­ян­на. В на­ча­ле этого про­цес­са газ имеет дав­ле­ние 200 кПа и за­ни­ма­ет объем 1 л. В ходе про­цес­са газ рас­ши­ря­ет­ся до объ­е­ма 8 л и его дав­ле­ние ста­но­вит­ся рав­ным 100 кПа. При этом газ по­лу­ча­ет от окру­жа­ю­щих тел ко­ли­че­ство теп­ло­ты 1,8 кДж. Во сколь­ко раз теп­ло­ем­кость газа в этом про­цес­се пре­вы­ша­ет изо­хо­ри­че­скую мо­ляр­ную теп­ло­ем­кость од­но­атом­но­го иде­аль­но­го газа?

На за­во­де из­го­то­ви­ли би­ме­тал­ли­че­скую де­таль в виде сплош­но­го ци­лин­дра, внут­рен­няя осе­сим­мет­рич­ная ци­лин­дри­че­ская часть ко­то­ро­го вы­пол­не­на из же­ле­за, а осталь­ная  — из алю­ми­ния. Пло­щадь по­пе­реч­но­го се­че­ния алю­ми­ни­е­вой части ци­лин­дра в 2 раза боль­ше, чем у же­лез­ной, а масса всей де­та­ли равна m  =  1,5 кг. Какое ко­ли­че­ство теп­ло­ты нужно со­об­щить этой де­та­ли для того, чтобы по­вы­сить ее тем­пе­ра­ту­ру на 1 К?

В ка­стрю­лю по­ло­жи­ли кусок льда мас­сой m  =  1,5 кг с тем­пе­ра­ту­рой t₀  =  0 °C и по­ста­ви­ли ее на га­зо­вую го­рел­ку плиты. Когда лед пол­но­стью рас­пла­вил­ся, ока­за­лось, что по счет­чи­ку был из­рас­хо­до­ван объем газа (ме­та­на с мо­ляр­ной мас­сой 16 г/моль) V  =  35 л. Най­ди­те, сколь­ко про­цен­тов со­став­ля­ли по­те­ри ко­ли­че­ства теп­ло­ты, по­лу­чен­но­го от сго­ра­ния газа. Дав­ле­ние газа счи­тай­те близ­ким к нор­маль­но­му ат­мо­сфер­но­му, тем­пе­ра­ту­ра газа T  =  295 К, удель­ная теп­ло­та сго­ра­ния ме­та­на равна q  =  50,1 МДж/кг.

В ка­ло­ри­мет­ре на­хо­дят­ся в теп­ло­вом рав­но­ве­сии вода и лед. После опус­ка­ния в ка­ло­ри­метр болта, име­ю­ще­го массу 165 г и тем­пе­ра­ту­ру –40 °С, 20% воды пре­вра­ти­лось в лед. Удель­ная теп­ло­ем­кость ма­те­ри­а­ла болта равна 500 Дж/(кг · К). Какая масса воды пер­во­на­чаль­но на­хо­ди­лась в ка­ло­ри­мет­ре? Теп­ло­ем­ко­стью ка­ло­ри­мет­ра пре­не­бречь.

На T-⁠p диа­грам­ме (см. рис.) изоб­ра­жен цик­ли­че­ский про­цесс 1−2−3−1, про­во­ди­мый с 1 молем иде­аль­но­го газа. Раз­ме­ры «кле­ток» на диа­грам­ме: 250 К по оси T и 10⁵ Па по оси p. Пе­ре­строй­те диа­грам­му в осях p-⁠V и най­ди­те ра­бо­ту газа на участ­ке 1−2−3.

Кусок льда опу­сти­ли в тер­мос с водой мас­сой 1100 г, име­ю­щей на­чаль­ную тем­пе­ра­ту­ру На­чаль­ная тем­пе­ра­ту­ра льда равна При до­сти­же­нии теп­ло­во­го рав­но­ве­сия в воде остаётся пла­вать ку­со­чек льда. Какая масса льда рас­та­я­ла в про­цес­се пе­ре­хо­да к теп­ло­во­му рав­но­ве­сию? Теплоёмко­стью тер­мо­са можно пре­не­бречь.

Из со­су­да объ­е­мом 0,1 м³ вы­ка­ча­ли воз­дух до со­сто­я­ния тя­же­ло­го ва­ку­у­ма. Затем в нем раз­би­ли про­бир­ку с водой объ­е­мом 1 см³. На ри­сун­ке при­ве­ден гра­фик за­ви­си­мо­сти дав­ле­ния на­сы­щен­ных паров воды от тем­пе­ра­ту­ры. Опре­де­ли­те уста­но­вив­ше­е­ся зна­че­ние от­но­си­тель­ной влаж­но­сти воз­ду­ха в со­су­де. Тем­пе­ра­ту­ра в со­су­де по­сто­ян­на и равна 36 °C.

В со­су­де ёмко­стью V  =  2 л, воз­дух из ко­то­ро­го был от­ка­чан до вы­со­ко­го ва­ку­у­ма, раз­би­ли за­пол­нен­ную водой ам­пу­лу ёмко­стью V₁  =  4 см³. Какая часть воды, со­дер­жав­шей­ся в ам­пу­ле, ис­па­ри­лась? В со­су­де под­дер­жи­ва­лась тем­пе­ра­ту­ра  За­ви­си­мость дав­ле­ния на­сы­щен­но­го пара от тем­пе­ра­ту­ры пред­став­ле­на на гра­фи­ке. Объёмом воды в со­су­де можно пре­не­бречь.

В за­кры­том со­су­де на­хо­дит­ся од­но­атом­ный иде­аль­ный газ, масса ко­то­ро­го 12 г. В те­че­ние опыта дав­ле­ние газа в со­су­де равно 4 · 10⁵ Па при тем­пе­ра­ту­ре 400 K. После охла­жде­ния газа его дав­ле­ние по­ни­зи­лось до 2 · 10⁵ Па. Ка­ко­ва мо­ляр­ная масса газа, если от­дан­ное им ко­ли­че­ство теп­ло­ты равно 7,5 кДж? Стен­ки со­су­да счи­тать проч­ны­ми и теп­ло­про­во­ди­мы­ми.

В со­су­де ем­ко­стью 10 л, воз­дух из ко­то­ро­го был от­ка­чан до вы­со­ко­го ва­ку­у­ма, на­хо­дит­ся на­сы­щен­ный во­дя­ной пар при тем­пе­ра­ту­ре 38 °С. Затем его охла­жда­ют до 22 °С. На гра­фи­ке за­ви­си­мо­сти дав­ле­ния p_н на­сы­щен­но­го во­дя­но­го пара от тем­пе­ра­ту­ры t обо­зна­че­ны со­сто­я­ния пара, на­хо­дя­ще­го­ся в этом со­су­де. Ис­поль­зуя дан­ные гра­фи­ка, опре­де­ли­те массу скон­ден­си­ро­вав­шей­ся воды в ре­зуль­та­те охла­жде­ния. Объ­е­мом воды в со­су­де можно пре­не­бречь.