Termodynamika

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.
36.
37.
Jaką temperaturę ma ciało zdrowego człowieka wyrażona w Kelwinach?
(309,75 K)
Najniższa temperatura zmierzona na Ziemi to 184 K. Ile to Celsjuszy?
(- 89,15 OC)
Pewna masa gazu zajmowała w warunkach normalnych VO = 1 m3. Jaka objętość zajmie to powietrze po zwiększeniu
temperatury o ΔT = 227 K i ciśnienia o Δp = 25 331 Pa.
(1,47 m3)
Jaka jest sprawność silnika cieplnego, który oddaje do chłodnicy ¾ pobranego ciepła ?
(25%)
Balon o objętości 300 m3 został napełniony helem o temperaturze 200C i przy ciśnieniu atmosferycznym. Wznosząc się na pewną
wysokość, zauważyliśmy wzrost objętości balonu o 30 m3. Zakładamy, że temperatura na tej wysokości wynosi –500C, a
ciśnienie wewnątrz i na zewnątrz balonu jest takie samo. Jakie panuje tam ciśnienie?
(701 hPa)
Określoną ilość paliwa spalamy na poziomie morza i w Himalajach na wysokości 8000 m. Kiedy uzyskamy więcej ciepła ?
Oblicz energie wewnętrzną bardzo rozrzedzonego gazu zawierającego miliard cząsteczek o masie 4*10 -25g każda, poruszających
się ze średnią prędkością 200 m/s. Czy ma jakieś praktyczne znaczenie informacja, że gaz jest bardzo rozrzedzony? (8*10 -15 J)
Jaką sprawność ma silnik Carnota, który pracuje pomiędzy temperaturami 100 OC i 400OC ?
(44,6%)
Od czego zależy ciśnienie powierza w pomieszczeniu? Wyprowadź odpowiedni wzór.
O ile stopni trzeba ogrzać balon o temperaturze 300 K, aby jego objętość zwiększyć od 0,5 m 3 do 0,6 m3 (bez zmiany ciśnienia)?
(60 K)
4 m3 gazu doskonałego, zamkniętego pod ciśnieniem atmosferycznym p o, ściśnięto powoli do objętości 0,5 m3, zachowując stałą
temperaturę . Jakie jest końcowe ciśnienie?
(8 atm)
Powietrze znajduje się w zbiorniku o pojemności V1 = 0,06 m3 pod ciśnieniem p1 = 4 * 105 Pa. O jakiej objętości dodatkowy
zbiornik należałoby do niego dołączyć, aby ciśnienie spadło do p2 = 3 * 105 Pa (przy jednoczesnym wzroście temperatury z 200 K
do 250 K) ?
(0,04 m3)
W zamkniętym naczyniu umieszczonym w próżni znajduje się mieszanina tlenu i helu, przy czym liczby cząsteczek obu gazów są
takie same. Jaki jest skład gazu wypływającego z naczynia w chwilę po zrobieniu w ściance niewielkiego otworu?
Ile w przybliżeniu moli powietrza znajduje się w pokoju o powierzchni 20 m2 i wysokości 2,5 m, jeżeli temperatura i ciśnienie
mają wartości odpowiednio równe 270C i 1000 hPa ?
(2005 moli)
Gaz w zbiorniku ma temperaturę 300 K. Jeżeli zwiększymy dwa razy objętość, powodując jednocześnie trzykrotne zmniejszenie
ciśnienia, to jaką będzie miał wtedy temperaturę?
(200 K)
Czy termometr podczas wiatru pokazuje temperaturę niższą niż pokazywałby bez wiatru? Odpowiedź uzasadnij.
Dlaczego kożuchy są wykorzystywane przez Eskimosów, a także przez Beduinów ?
Temperatura gazu wzrosła o 2 K. O ile wzrosła w skali Celsjusza ?
(2 OC)
Dlaczego trudniej jest zmniejszyć objętość cieczy niż gazów ?
W silniku cieplnym o sprawności 25% różnica temperatur źródła i chłodnicy wynosi 150 OC. Oblicz temperaturę źródła i
chłodnicy.
(600 K, 450 K)
Do dwóch identycznych kul o jednakowej temperaturze, z których jedna zawieszona jest na nici a druga leży na poziomej
płaszczyźnie, dostarczono jednakowe ilości ciepła. Podgrzanie kul następuje szybko, aby nie zdążyły one na żadnej drodze utracić
dostarczonego ciepła. Czy temperatury obu kul po ogrzaniu będą jednakowe czy nie i dlaczego?
(nie)
Czy gulasz w puszcze powinniśmy podgrzewać przed otwarciem, czy po otwarciu puszki? Odpowiedź uzasadnij.
Kierowca „Zebry” jadąc samochodem o masie 1000 kg z pizzą z szybkością 20 m/s gwałtownie zahamował przed przeszkodą. Ile
ciepła zostało oddane do otoczenia?
(200 kJ)
Czy wiedząc, że ciało A ma wyższą temperaturę niż ciało B, można powiedzieć, że ciało A ma większą energię wewnętrzną niż
ciało B? Odpowiedź uzasadnij.
(nie)
W jakiej solance (i dlaczego) – zimnej czy ciepłej – szybciej zasolą się ogórki ?
(ciepłej)
Ile ciepła pobrał silnik cieplny o sprawności 30%, jeśli równocześnie oddał do chłodnicy 1400 kJ?
(2000 kJ)
Powietrze jest złym przewodnikiem ciepła. Dlaczego jednak ciała stygną w powietrzu?
Średnia szybkość cząsteczek w gazie jest rządu kilkuset m/s. Dlaczego więc proces przekazywania ciepła zachodzi w gazach
bardzo powoli?
Piłka o masie 0,2kg, spadając z wysokości 1,5m, odbiła się od podłogi i osiągnęła wysokość 1m. Jaka część energii mechanicznej
piłki została przy zderzeniu zamieniona w energię wewnętrzną? Oblicz tę energię.
(33%, 1 J)
W piwnicy temperatura jest z reguły niższa niż na powierzchni Ziemi. Dlaczego? Czy tak samo będzie w kopalni o głębokości
kilku kilometrów? Odpowiedź uzasadnij.
Do gotowania mleka używa się czasem garnków o podwójnym dnie i ściankach, między które nalewamy wodę. Wyjaśnij,
dlaczego warstwa wody zabezpiecza mleko przed przypaleniem.
W dwóch naczyniach o pojemnościach V1 i V2 są dwa różne gazy o masach m1 i m2 oraz masach cząsteczkowych M1 i M2.
Naczynia te połączono ze sobą i gazy się wymieszały, zachowując tę samą temperaturę. Ile wynosi ciśnienie tej mieszaniny
gazów?
((m1/M1)+(m2/M2))*RT/(V1+V2)
W butli stalowej znajduje się tlen pod ciśnieniem 250 atm. w temperaturze 27o C. Ile wynosi gęstość tlenu, jeżeli w warunkach
normalnych ma on gęstość 1,4 kg/m3?
(318,5 kg/m3)
W jednostronnie zamkniętej rurce szklanej, która leży poziomo, znajduje się słupek rtęci o długości 10 cm. Przestrzeń między
rtęcią a zamkniętym końcem rurki wypełnia powietrze na odcinku 30 cm. Jakie będą odległości słupka rtęci od zamkniętego
końca rurki po ustawieniu rurki pionowo? Ciśnienie powietrza otaczającego rurkę jest normalne.
(26,5 cm)
Gaz ma w stanie początkowym objętość 10 dm3 i ciśnienie 5 atm. Jaką pracę wykonał gaz, jeżeli podczas jego przemiany
izobarycznej temperatura bezwzględna zwiększyła się dwukrotnie?
(~5kJ)
Gaz oziębiono pod stałym ciśnieniem od 127 o C do 27o C. Jak zmieniła się objętość gazu?
(25%)
Gaz w ilości n moli i o masie molowej M poddano przemianie izobarycznej. Początkowa objętość gazu wynosiła V, a temperatura
T. Podczas przemiany temperatura gazu wzrosła dwukrotnie. Wyznacz zmianę energii wewnętrznej gazu, znając ciepło właściwe
cp.
(cpnMT – pV)
42.
43.
44.
45.
46.
47.
48.
49.
50.
51.
52.
53.
54.
55.
56.
38. Na rysunku obok przedstawiony jest wykres cyklu przemian gazu. Wykonaj wykresy
dla tego cyklu w układzie współrzędnych p(V) oraz p(T).
39. Dla pewnego gazu CP = 1,5 CV . Gaz ten początkowo miał ciśnienie p1 i objętość V1.
Po przemianie adiabatycznej objętość gazu wzrosła czterokrotnie. Oblicz zmianę
energii wewnętrznej gazu.
(1/4p1V1)
40. W warunkach normalnych dwutlenek węgla (CO 2) ma gęstość 1,97 kg/m3.
a. Oblicz masę i gęstość dwutlenku węgla znajdującego się w naczyniu o
pojemności 20 dm3, gdy temperatura 300 K i ciśnienie 1,01105 Pa.
(36
g,1,79 kg/m3)
b. Oblicz średnią energię kinetyczną i średnią prędkość cząsteczek gazu, korzystając
z parametrów podanych z podpunkcie a. Przyjmij k = 1,3810-23 J/K.
(1,24*10-20, 581 m/s)
c. Naczynie z dwutlenkiem węgla (jak w podpunkcie a) połączono z takim samym naczyniem, w którym znajduje się powietrze
o temperaturze 17o C, i ciśnieniu 2105 Pa. Połączone naczynia po wyrównaniu się temperatur podgrzano do temperatury
500 K. Jakie ciśnienie będzie miała mieszanina gazów?
(2565,7 hPa)
Podnoszenie się cieczy w cienkich rurkach zwane jest zjawiskiem włoskowatości. Podaj kilka przykładów występowania tego
zjawiska w życiu codziennym i przyrodzie.
Chcesz otrzymać bańkę mydlaną o średnicy 10 cm. Jaką pracę należy wykonać przy założeniu stałej temperatury? Współczynnik
napięcia powierzchniowego dla roztworu mydła wynosi 0,04 N/m.
(1,3 mJ)
Jednakowe kropelki wody, każda o promieniu 0,1 mm, połączyły się, tworząc dużą kroplę o promieniu 2 mm. Jak wielka energia
wydzieliła się podczas tego połączenia? Współczynnik napięcia powierzchniowego dla wody wynosi 0,07 N/m. (~6,7*10-5 J)
W miedzianym naczyniu o masie 2 kg znajduje się 10 litrów wody o temperaturze 20 o C. Jaką ilość ciepła trzeba dostarczyć do
naczynia, by woda osiągnęła temperaturę wrzenia? Brakujące dane odszukaj z tablic fizycznych.
(3,4 MJ)
Ile ciepła pobrał lód o masie 1 kg, jeżeli zamienił się w parę wodną o temperaturze 120 o C? Początkowa temperatura lodu
wynosiła: –10o C.
(~3 MJ)
Mieszaninę złożoną z 2 kg lodu i 10 kg wody o temperaturze 0 o C należy ogrzać do temperatury 20o C za pomocą pary wodnej o
temperaturze 1000 C. Jaką ilość pary wodnej należy wprowadzić do wody?
(0,7 kg)
Nad 0,5 m3 wody wykonano 31 425 J pracy. Ile trzeba dostarczyć dodatkowo ciepła, aby temperatura tej wody wzrosła o 30 o C?
(~63 MJ)
Ciało zbudowane z substancji o cieple właściwym 1020 J/kgK rozpędzono i uderzono nim w twardą przeszkodę. W wyniku
zderzenia połowa energii mechanicznej uległa rozproszeniu, a druga połowa spowodowała podgrzanie ciała. Jaką prędkość miało
ciało, jeżeli zaobserwowaliśmy wzrost temperatury o 2 K?
(90,3 m/s)
Do aluminiowego kalorymetru o masie 0,12 kg zawierającego 1,5 kg wody o temperaturze 60 o C wrzucono kostkę lodu o
temperaturze 0o C. Po całkowitym stopieniu lodu okazało się, że temperatura końcowa wynosi 0 o C. Oblicz masą wrzuconego
lodu. Ciepło właściwe wody i aluminium oraz ciepło topnienia lodu odszukaj w tabelach.
(1,14 kg)
Mol gazu zajmuje w warunkach normalnych 22,4 dm3. Jakie będzie ciśnienie, jeżeli naczynie zawierające dwa mole gazu w
warunkach normalnych zmniejszymy o 10 dm3 i podgrzejemy do temperatury 300 K?
(1415 hPa)
Jaka pracę wykonał 1 mol helu w przemianie izobarycznej, jeśli przy ciśnieniu 10 5 Pa objętość wzrosła od 0,1 m3 do 0,4 m3? Jaki
był równocześnie przyrost energii wewnętrznej i dostarczone ciepło?
(-30 kJ, 45 kJ, 75 kJ)
Dwa mole gazu znajdujące się pod ciśnieniem p0 = 4/3105 Pa i zajmujące objętość Vo = 0,1 m3 poddano kolejno dwóm
przemianom: izotermicznej, w której objętość wzrosła o 1/3Vo i izobarycznej, w której kolejny przyrost objętości był dwukrotnie
większy niż w przemianie izotermicznej. Oblicz objętość, ciśnienie i temperaturę końcową gazu. (0,2 m3, 1000 hPa, 1203 K)
Dwa mole gazu o cząsteczkach jednoatomowych znajdowały się w warunkach normalnych. Gaz poddano przemianom:
izobarycznej – zwiększając temperaturę o 546 K i izochorycznej. Ciepło dostarczone w przemianie izochorycznej było takie
samo, jak w izobarycznej. Oblicz parametry końcowe gazu. Do obliczeń należy przyjąć teoretyczną wartość ciepła molowego
przy stałej objętości dla gazów o cząsteczkach jednoatomowych.
(0,1344 m3, 2138 hPa, 1729 K)
Mol gazu o cząsteczkach dwuatomowych znajdował się w warunkach normalnych. Gaz poddano kolejno dwóm przemianom:
izochorycznej – zwiększając temperaturę o 70 K i izobarycznej, w której dostarczone ciepło było takie samo jak w izochorycznej.
Oblicz parametry końcowe gazu. Do obliczeń należy przyjąć teoretyczną wartość ciepła molowego przy stałej objętości dla
gazów o cząsteczkach dwuatomowych.
(26 dm3,1273 hPa, 393 K)
Cykl silnika został pokazany na rysunku obok. Przyjmujemy, że parametry punktu 1 wynoszą: p1 = 1,2105 Pa, V1 = 0,1 m3.
Przyjmujemy, że gazem roboczym jest gaz o cząsteczkach dwuatomowych, mamy dwa mole tego gazu. Oblicz pracę wykonaną
przez silnik i jego sprawność. Jaką sprawność miałby, wykorzystujący
najwyższą i najniższą temperaturę obiegu, silnik Carnota? (24 kJ, 9%, 89%)
57. Ochłodzenie 1 kg wody od 100o C do 0o C wymaga odprowadzenia do
otoczenia pewnej ilości ciepła. Ochłodzenie tej wody w chłodziarce wymaga
włożenia pracy. Oblicz tę pracę dla idealnej chłodziarki, w której temperatura
wnętrza wynosi 240 K, a zewnętrznej części wynosi 360 K. (210 kJ)
58. Podczas doskonale sprężystego zderzenia dwóch kul
A. temperatura ich wzrasta
C. wzrasta tylko temperatura kuli uderzonej
B. temperatura ich nie ulega zmianie
D. energia kinetyczna całkowicie zmienia się na ciepło
59. Aby podczas uderzenia w ścianę kula ołowiana o temperaturze 100°C całkowicie się stopiła musi mieć prędkość: (ciepło topnienia
ołowiu = 30kJ/kg, ciepło właściwePb = 100 J/(kgK), temp. topnieniaPb = 327°C, całe ciepło przejmuje kula)
A. 110 m/s
B. 220 m/s
C. 330 m/s
D. 440 m/s
60. Wodę o masie 2,5 kg i cieple właściwym 4000
J
kg  K
ogrzano przy pomocy palnika gazowego od 10°C do 100°C w ciągu 10min.
Jeżeli woda otrzymała całe wydzielone ciepło to moc palnika była równa:
A. 150 W
B. 900 W
C. 1500 W
D. 9000 W
61. Bryle lodu o masie 1 kg i temp. początkowej –10°C dostarczane jest ciepło w ilości 10kJ/min. Aby połowa bryły uległa stopieniu (dla
lodu: L=330 kJ/kg, cw=2095J/kg) należy dostarczać ciepło przez:
A. 18,6 s
B. 186 s
C. 18,6 min
D. 1h 18 min 6 s
62. Silnik Carnota, którego temperatura źródła wynosi 227°C , a temperatura chłodnicy 127°C wykonał pracę równą 100 J. Ilość ciepła
pobranego w tym czasie ze źródła jest równa:
A. 500 J
B. 400 J
C. 200 J
D. 100 J
63. Pierwsza zasada termodynamiki, zapisana w postaci: U = W, przy czym W < 0, odnosi się:
A. do adiabatycznego sprężania gazu
B. do adiabatycznego rozprężania gazu
C. do izotermicznego rozprężania gaza
D. do izotermicznego sprężania gazu
64. Całkowitą pracę uzyskaną w pełnym cyklu przemian
termodynamicznych (rys) Przedstawia wyrażenie:
A. (p2–p1)(V2–V1)
B. (pl–p2)(V2–V1)
C. p1(V2–V1)
D. p2(V2–Vl)
65. Dostarczenie sztabie ołowianej 130 J ciepła wywołuje wzrost jej temperatury o 10°C. Wiedząc, że ciepło molowe ołowiu wynosi 26
J/(mol·°C) stwierdzamy, że sztabka zawiera:
A. 0,5 mola Pb
B. 2 mole Pb
C. 5 moli Pb
D. 50 moli Pb
66. Jeśli przy temperaturze źródła ciepła 327°C sprawność idealnego silnika cieplnego wynosi 50%, to temperatura chłodnicy wynosi:
A. 27 °C
B. 163 °C
C. 300 °C
D. 313,5 °C
67. Młot parowy o masie 4 t uderza z prędkością 3 m/s w żelazną płytę o masie 6 kg i cieple właściwym 500 J/(kg K). Jeżeli 80% energii
wydzielonej przy uderzaniu młota zostaje zużyta na nagrzewanie płyty to podczas jednego uderzenia płyta ogrzeje się o
A. 1,6 K
B. 2,4 K
C. 3,6 K
D. 4,8 K
68. Spadająca kulka stalowa uderza w grubą płytę ołowianą leżącą na podłodze. Energia mechaniczna kulki po zderzeniu powinna być:
A. taka sama, jak przed zderzeniem, ponieważ płyta pozostała w spoczynku
B. taka sama lub mniejsza jak przed zderzeniem, zależnie od tego, czy zderzenie było czołowe, czy skośne
C. większa niż przed zderzeniem, ponieważ masa płyty jest znacznie większa od masy kulki
D. mniejsza niż przed zderzeniem, ponieważ w czasie zderzenia płyta m.in. pobrała ciepło od kulki
69. Cykle przemian zachodzących w dwóch silnikach termodynamicznych przedstawia wykres:
W silniku x zachodzą przemiany wg cyklu ABCA, a w silniku y wg cyklu ADCA.
Stosunek prac wykonanych przez silniki w jednym cyklu wynosi:
A. Wx:Wy= 5:2
C. Wx:Wy= 7:4
B. Wx:Wy= 4:3
D. Wx:Wy= 2:1
70. Pobierane w procesie topnienia ciał krystalicznych ciepło jest:
A. równe zero, bo przy topnieniu nie zmienia się temperatura
B. zużywane na wzrost energii kinetycznej cząsteczek.
C. jest zużywane na pracę przeciwko siłom międzycząsteczkowym.
D. jest pobierane lub oddawane w zależności od rodzaju ciała, bo przy topieniu ciał krystaliczn. objętość może wzrastać lub maleć.
71. Sprawność idealnego silnika cieplnego (Carnota) wynosi 40%. Temperatura źródła ciepła różni się od temperatury chłodnicy o 200K.
Temperatura chłodnicy wynosi:
A. 80K
B. 133,3 K
C. 27°C
D. 227°C
72. Silnik Carnota pracuje między temperaturami 100°C i 0°C. Jego sprawność jest równa:
A. 0,268
B. 0,366
C. 0,732
D. 1
73. Przemiana gazu, w której energia wewnętrzna się nie zmienia to przemiana:
A. izotermiczna
B. izobaryczna
C. izochoryczna
D. adiabatyczna
74. Na wykresie przedstawiono zmiany temperatury źródła ciepła i chłodnicy w czasie
pracy silnika termodynamicznego. Na podstawie tego wykresu uczniowie sformułowali
cztery wnioski - wskaż wniosek prawdziwy:
A. w chwili to sprawność silnika wynosiła 100%
B. w przedziale czasu (t0, t) sprawność silnika nie była większa od 25%
C. pojemność cieplna chłodnicy była mniejsza od pojemności cieplnej źródła ciepła
D. chłodnica pobrała więcej ciepła w przedziale czasu (to, t) niż oddało go źródło ciepła
75. Gaz w cylindrze sprężono, działając na tłok siłą F = 5N i przesuwając go o 10 cm. Jeśli w wyniku sprężania energia wewnętrzna gazu
nie zmieniła się, to w czasie sprężania gaz przekazał do otoczenia ciepło w ilości równej około:
A. 0,12 cal
B. 0,5 cal
C. 1,2 cal
D. 5 cal
76.W zderzeniu niesprężystym układu ciał jest:
A. zachowany pęd całkowity i zachowana energia całkowita układu,
B. nie zachowany pęd całkowity, a energia kinetyczna układu zachowana,
C. zachowany pęd całkowity a energia kinetyczna układu nie jest zachowana,
D. nie zachowany pęd całkowity i nie zachowana energia kinetyczna układu.
77. W izochorycznym oziębianiu:
A. ciepło jest dostarczane gazowi, pracę wykonuje układ, a energia wewnętrzna rośnie,
B. ciepło jest odbierane gazowi, praca jest wykonywana nad układem, a energia wewnętrzna maleje,
C. ciepło jest odbierane gazowi, praca nie jest wykonywana, a energia wewnętrzna maleje,
D. ciepło jest odbierane gazowi, praca nie jest wykonywana, a energia wewnętrzna jest stała.
78. W jednym naczyniu znajduje się 1 mol wodoru, a w drugim 1 mol tlenu o tej samej temperaturze. Objętości tych naczyń są jednakowe.
Możemy wnioskować, że:
A. ciśnienia obu gazów są równe,
B. ciśnienia obu gazów są równe, ale tylko wtedy, gdy oba naczynia mają identyczne kształty (jednakowe wielkości ścianek)
C. ciśnienie wywierane przez wodór jest mniejsze, bo cząsteczki wodoru mają mniejszą masę od cząsteczek tlenu,
D. ciśnienie wywierane przez wodór jest większe, ponieważ cząsteczki H 2 mają większą prędkość niż O2 w tej samej temperaturze.
79. W zamkniętym pojemniku znajduje się gaz o temperaturze T0 . Do jakiej temperatury należy go ogrzać, aby podwoić średnią prędkość
jego cząsteczek?
A. 4T0
B. 2T0
C. T0
D. 4 T
80. Ciśnienie gazu doskonałego wzrosło w przemianie izochorycznej dwukrotnie i wobec tego:
A. średnia prędkość cząsteczek wzrosła dwukrotnie,
B. średnia energia kinetyczna cząsteczek zmalała dwukrotnie
C. średnia energia kinetyczna cząsteczek wzrosła dwukrotnie D. żadna z powyższych odpowiedzi nie jest poprawna.
81. Gaz o gęstości d, którego cząsteczki poruszają się ze średnią prędkością V wywiera ciśnienie:
2
A.
p
2
dV
3
B.
p
2
dV2
3
C.
p
0
1
dV2
3
D.
p  dV 2
82. Której z dwóch izochor 1 i 2 przedstawionych na wykresie i sporządzonych dla tej samej masy gazu
odpowiada większa objętości (w obu przypadkach mamy ten sam gaz)
A. obie odpowiadają tej samej objętości,
B. izochora 1,
C. izochora 2,
D. izochora 1 lub izochora 2 a zależy to od wartości dostarczonego ciepła.
83. Na rysunku (z prawej) pokazano wykres cyklu przemian gazu doskonałego
w układzie współrzędnych (p,V) .
Na którym z wykresów przedstawiono ten cykl przemian w układzie współrzędnych (p, T)?
(p-ciśnienie, V-objętość, T-temperatura)
(A)
84. Na rysunku przedstawiono cztery stany gazu doskonałego: 1, 2, 3, 4.
Który związek między parametrami gazu nie jest poprawny?
A. V3 = Vl,
B. V2 < V3,
C. p2V2 = P4V4
D.
V3 V4

T3 T4
85. W naczyniu z tłokiem znajduje się pewna ilość gazu. Stan tego układu jednoznacznie określają:
A. ciśnienie i objętość gazu
B. ciśnienie, temperatura i liczba moli gazu
C. temperatura i liczba moli gazu
D. liczba moli, objętość i masa gazu
86. Wykres przedstawia zależność objętości od temperatury dla stałej masy gazu doskonałego.
Stanowi gazu o maksymalnym ciśnieniu odpowiada punkt:
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
87. Aby objętość powietrza o temperaturze początkowej 30°C podwoiła się izobarycznie, należy ogrzać gaz do temperatury:
A. 60°C
B. 60 K
C. 540 K
D. 606 K
88. Z gazów: He, H2, O2, NH3 największe ciepło molowe ma:
A. He
B. H2
C. O2
D. NH3
89. Prawo przemiany adiabatycznej to prawo:
A. Charlesa
B. Boyle’a - Mariotte’a
C. Poissona
D. Gay-Lussaca
90. Rysunek przedstawia wykres przemian gazu doskonałego przy stałej objętości.
Masa gazu była największa w stanie:
A. a
B. b
C. c
D. d
1 mol gazu jednoatomowego podlega cyklowi przemian termodynamicznych przedstawionym na rysunku
(dotyczy zadań 91-96)
91. Energia wewnętrzna gazu rośnie jedynie
A. w przemianie AB
B. w przemianie DA
C. w przemianie DA i AB
D. w przemianie CD i DA
92. Energia wewnętrzna jest największa w punkcie
A. A
B. B
C. C
D. D
93. Ciepło dostarczane jest układowi w przemianach
A. AB i BC
B. CD i DA
C. AB i DA
D. BC i DA
94. Sprawność silnika cieplnego pracującego na podstawie tego cyklu wynosi
A. 25%
B. 50%
C. 57%
D. 70%
95. Układ wykonuje pracę
A. w przemianie AB
B. w przemianie DC
C. w przemianach AB i BC
D. w przemianach CD i DA
96. Praca nie jest wykonywana w przemianie
A. AB i BC
B. BC i DA
C. AB i DA
D. BC i CD
97. Wykres przedstawia zależność temperatury od czasu dla pewnej substancji, która
początkowo znajduje się w stanie stałym. Podczas doświadczenia dostarczana jest tej
substancji stała ilość ciepła w jednakowych przedziałach czasu.
Na podstawie tego możemy powiedzieć, że
A. substancja jest ciałem bezpostaciowym
B. ciepło właściwe cieczy jest większe od ciepła właściwego ciała stałego
C. ciepło właściwe cieczy jest mniejsze od ciepła właściwego ciała stałego
D. ciepło właściwe cieczy jest równe ciepłu właściwemu ciała stałego
98. Wewnątrz zamkniętego cylindra znajduje się ruchomy tłok, dzielący ten cylinder na dwie części. W jednej z nich znajduje się m1=4g
H2, w drugiej m2=18g O2. Objętości zajmowane przez te gazy i ciśnienia panujące w obu częściach cylindra wynoszą:
A. Vwodoru = Vtlenu
oraz
pwodoru = ptlenu
B. Vwodoru > Vtlenu
oraz
pwodoru > ptlenu
C. Vwodoru < Vtlenu
oraz
pwodoru < ptlenu
D. Vwodoru > Vtlenu
oraz
pwodoru = ptlenu
99. Umieszczony obok wykres kilku izoterm wody przedstawia
(linią przerywaną) 4 obszary – I, II, III, IV.
Obszarom tym w kolejności odpowiadają stany:
A. ciekły, pary nasyconej, gazowy i pary nienasyconej
B. pary nasyconej, pary nienasyconej, ciekły, gazowy
C. gazowy, pary nienasyconej, pary nasycone, ciekły
D. ciekły, pary nasyconej, pary nienasyconej, gazowy
V
100. Jaki jest konieczny warunek skroplenia każdego gazu?
A. należy obniżyć jego temperaturę poniżej zera bezwzględnego,
B. należy zwiększyć jego ciśnienie,
C. należy obniżyć temperaturę tego gazu poniżej jego temperatury krytycznej,
D. należy ten gaz przepuścić przez długą wężownicę.
101. Przez wilgotność bezwzględną rozumie się:
A. maksymalną masę pary wodnej, która może być zawarta w 1 m3 powietrza w danej temperaturze
B. stosunek masy ciekłej wody (kropelek) do masy wody w stanie pary, zawartych w powietrzu w danych warunkach
C. masę ciekłej wody (kropelek) zawartej w 1 m3 powietrza
D. masę pary wodnej zawartej w 1 m3 powietrza w danych warunkach.
102. O ciśnieniu pary nasyconej można powiedzieć, że:
A. jest wprost proporcjonalne do temperatury, a odwrotnie proporcjonalne do jej objętości,
B. jest wprost proporcjonalne do jej temperatury i objętości,
C. maleje ze wzrostem temperatury,
D. wzrasta ze wzrostem jej temperatury i nie zależy od jej objętości.
103. Jeśli gaz znajduje się powyżej swojej temperatury krytycznej to skroplić go:
A. można w każdych warunkach
B. można przez znaczne zwiększenie jego ciśnienia
C. można przez powolne zwiększanie jego objętości
D. nie można w żaden sposób.
104. W stałej temperaturze topią się ciała:
A. amorficzne
B. tylko monokrystaliczne
C. monokrystaliczne i polikrystaliczne
D. izotropowe
105. Gaz doskonały o temperaturze 00C i ciśnieniu 10 MPa znajduje się w stalowej butli. Oblicz ciśnienie gazu w butli, jeżeli jego
temperatura wzrośnie do 1000C. Zaniedbaj rozszerzalność termiczną stali.
(13,7 MPa)
106.
W naczyniu pod tłokiem (rysunek obok) znajduje się gaz będący w równowadze termodynamicznej.
Oblicz ciśnienie p gazu pod tłokiem wiedząc, że ciśnienie atmosferyczne wynosi 1000 hPa,
p
powierzchnia tłoka ma wartość 0,01 m2, a jego masa 3 kg.
(1043 hPa)
107. Ciepło topnienia lodu wynosi
334
kJ
kg
. Oblicz sprawność silnika, który wykorzystując energię potrzebną do stopienia 1 kg lodu
będzie pracował przez 10 minut ze średnią mocą 100 W.
(17,9%)
108. Gęstość azotu (N2) w warunkach normalnych (p0 = 1013 hPa, T0 = 0 0C) wynosi
azot sprężony do ciśnienia
5105 Pa
kg
0 1,25 3 . Oblicz, jaką gęstość będzie miał
m
, jeżeli jego temperatura wzrośnie o 50 0C.
kg
3
( 0 5,22
)
m
109. Ilość ciepła przewodzonego w 1 sekundzie przez warstwę materiału o grubości d i przekroju poprzecznym S jest wprost
proporcjonalna do S i do różnicy temperatur T przypadającej na jednostkę grubości warstwy.
Q
T
kS
t
d
gdzie k nazywamy cieplnym przewodnictwem właściwym materiału i wyraża się w [W/m·K]
Letni domek zbudowano z dębowych desek o grubości 4cm. Cieplne przewodnictwo właściwe dębowego drewna (w kierunku
prostopadłym do włókien) wynosi 0,2 W/m·K.
Oszacuj ile ciepła tracimy na sekundę przez ścianę domku o powierzchni 8 m2 podczas chłodnej nocy. Temperatura na zewnątrz jest 14°C,
a wewnątrz 22°C.
(320 J)
110. W naczyniu znajduje się 40 g wody o temperaturze 20 OC. Do naczynia dolewamy 60 g wody o temperaturze 80 OC. Oblicz
temperaturę końcową wody.
(56 OC)
111. Do aluminiowego kalorymetru o masie 0,5 kg, zawierającego 0,3 kg wody o temperaturze 10 OC włożono kawałek ołowiu o masie 0,2
kg, ogrzany do temperatury 100OC. Oblicz temperaturę końcową układu. Ciepło właściwe aluminium: 896 J/kgK, ołowiu: 128 J/kgK.
112. Czy 1 kg wody o temperaturze 100 OC wystarczy do stopienia 1 kg śniegu o temperaturze –10OC? (tak)
113. Ile minimalnie gramów lodu o temperaturze -50C potrzeba do schłodzenia 200g wody od temperatury 20 0C do temperatury 00C?
114. W pewnej przemianie izotermicznej objętość gazu zmalała dwukrotnie. Napisz jakie znaki mają w tym procesie zmiana energii
wewnętrznej ΔU, ciepło pobrane przez gaz Q i praca W wykonana nad gazem (tzn. czy są dodatnie, ujemne, czy równe 0). Odpowiedź
uzasadnij.
115. Ciało zbudowane z substancji o cieple właściwym 2100 J/(kgK) rozpędzono i uderzono nim w twardą przeszkodę. W wyniku
zderzenia 33% energii mechanicznej uległa rozproszeniu, a pozostała część spowodowała podgrzanie ciała. Jaką prędkość miało ciało,
jeżeli zaobserwowaliśmy wzrost temperatury o 2 K?
116. Oblicz ciśnienie dwutlenku węgla o masie m = 1100 g zamkniętego w butli o objętości 10 dm3 przy temperaturze t = 27°C. Masa
molowa dwutlenku węgla wynosi 44 g/ mol.
117. W pewnej przemianie objętość gazu wzrosła od 2 dm3do 4 dm3 przy stałym ciśnieniu 110 kPa. Oblicz ciepło pobrane przez gaz, jeśli
wiadomo, że jego energia wewnętrzna wzrosła w tej przemianie o 230 J.