Zestaw 4     TERMODYNAMIKA

1. Gaz doskonały to ośrodek, którego cząsteczki traktujemy jako

A)      punkty pozbawione masy

B)      nie oddziałujące ze sobą obiekty materialne i mające równą zeru objętość własną,

C)      obdarzone masą oddziałujące wzajemnie punkty

D)      przyciągające się nawzajem obiekty, obdarzone masą i różna od zera objętością

2. N moli idealnego gazu o temperaturze początkowej T poddano przemianom (rys.). Przy przejściu ze stanu 1 do 3 gaz wykonał pracę równą:

A) 0,5 NRT     B) 1,5 NRT     

C) NRT           D) 2 NRT

3. Równania dotyczą procesów odpowiednio:     

I. ΔQ = - ΔW

II. ΔQ  =  ΔU

III. ΔQ = ΔU + pΔV

A)       I - izochorycznego, II - izobarycznego, III - izotermicznego

B)        I - izochorycznego, II - izobarycznego, III - adiabatycznego

C)        I - izobarycznego, II - adiabatycznego, III - izochorycznego

D)       I - izotermicznego, II - izochorycznego, III - izobarycznego

4.  W wyniku izochorycznego ogrzania 2 moli gazu (cV = 20 J/mol K) jego temperatura wzrosła o 6 K. Praca wykonana przez gaz w czasie ogrzewania wynosiła:

A) 0 J          B) około 16 J                C) 96 J           D) około 240 J

5. Jeden mol gazu doskonałego rozprężając się izobarycznie pobrał 1000 J ciepła i wykonał pracę 600 J. Zmiana energii wewnętrznej wyniosła:

A) 1600 J         B) 1000 J                C) 600 J                D) 400 J

6. Wartość bezwzględna pracy wykonanej podczas adiabatycznej zmiany objętości gazu doskonałego o ∆V została oznaczona jako Wa , a wartość bezwzględna pracy podczas izotermicznej zmiany objętości o tę samą wielkość ∆V jako Wi . Jeśli objętość początkowa Vo jest we wszystkich przypadkach taka sama, to zachodzą związki

      sprężanie            rozprężanie

              A)  Wi > Wa         Wi > Wa  

              B)  Wi > Wa         Wi < Wa   

   C)  Wi < Wa         Wi < Wa  

              D)  Wi < Wa         Wi > Wa

7. Zależność sprawności silnika cieplnego Carnota od temperatury T1 grzejnicy przy ustalonej temperaturze T2 chłodnicy poprawnie przedstawia wykres na rysunku

8. Temperatura grzejnika w silniku Carnota jest 4 razy większa od temperatury chłodnicy. Jaka część pobranego z grzejnika ciepła zostaje przekazana chłodnicy:

        a) 1/4           b)  1/3     c)  1/2          d)  3/4

9. Czas trwania cyklu termodynamicznego przedsta-wionego na wykresie wynosi 0,5 s. Moc tego silnika jest równa

       a)  20pW        b)  4pW        c)   40πW         d) 160pW

10.  W zamkniętym, izolowanym pomieszczeniu   o tempe-raturze T włączono lodówkę pozostawiając szeroko otwarte jej drzwiczki. Po pewnym czasie temperatura T1 w pomieszczeniu będzie:

a)   T1 < T.                     b)   T 1> T           .              c)  T 1= T.

              d)  T 1< T lub T 1> T w zależności od typu lodówki.

11. Silnik Carnota którego temperatura źródła wynosi 227oC; a temperatura chłodnicy 127oC 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

12. Podczas pracy pewnego silnika cieplnego 2/3ciepła pobranego ze źródła zostało oddane do chłodnicy.

     Sprawność tego silnika

wynosiła:

a)       20%     b)  25%    c)  30%       d)  33%     e) 66%

13. W cyklu pracy silnika, przedstawionym na rysunku, przemiany 2 ® 3 i 4 ® 1 to adiabaty. Ciepło |Q2| oddane do chłodnicy w przemianie 3 ® 4 wynosi 150 J. Jeśli

sprawność silnika jest równa 25 %, to ciepło pobrane ze źródła w przemianie 1 ® 2 ma wartość:

a)      200 J.             

b)      około 213 J.

c)      250 J.             

d)      Około 187 J.            

14. Techniczna skuteczność chłodzenia lodówki wynosi 2. Oznacza to, że zużywając 1 kWh energii, lodówka w tym samym czasie od chłodzonego pomieszczenia pobiera ilość ciepła równą.

a)     0,9∙103  kJ,                         b)  1,8∙103 kJ.        c)    3,6∙103 kJ,

d)   7,2∙103 kJ.             e)  1,4∙103 kJ.

15. Sprawność mięśnia człowieka wynosi około 40%. Sprawność idealnego silnika Carnota pracującego w tych samych warunkach byłaby:

a)  taka sama jak sprawność mięśnia

b) znacznie większa od sprawności mięśnia

c) znacznie mniejsza od sprawności mięśnia

d)  równa sprawności silnika rzeczywistego.

16. Wykres na rysunku opisuje rozprężenie izotermiczne N moli gazu doskonałego. Ilości ciepła Q1-2 oraz Q2-3 pobranego przez gaz przy przejściu ze stanu 1 do 2 oraz ze stanu 2 do 3 spełniają warunek:

a)       Q1-2=Q2-3=0.

b)       Q1-2<Q2-3

c)       Q1-2=Q2-3¹0.

d)       Q1-2>Q2-3

17. Cykle przemian zachodzących w dwóch silnikach termodynamicznych przedstawia wykres na poniższym rysunku. W silniku X zachodzą przemiany według cyklu ABCA, a w silniku Y według cyklu ADCA. Stosunek prac wykonywanych przez silniki w jednym cyklu wynosi:

  a) 

  b) 

  c) 

  d) 

18. Na wykresie przedstawiono zmiany temperatur źródła ciepła i chłodnicy w czasie pracy silnika termodynamicznego. Na podstawie tego wykresu uczniowie sformuowali cztery wnioski - wybierz wniosek prawdziwy:

a) W chwili t0 sprawnośc silnika wynosiła 100%

b) W przedziale czasu /t0,t/ sprawność silnika nie była większa od 25%.

c) Pojemność cieplna chło-dnicy była mniejsza od pojemności cieplnej źródła ciepła.

d) Chłodnica pobrała więcej ciepła w przedziale czasu /t0,t/ niż oddało go źródło ciepła.

19. Gaz doskonały poddano przemianom pokazanym na wykresie p, V (rysunek).

W układzie V, T proces ten poprawnie przedstawia wykres:

20. Powietrze w oponie wystawionej na działanie promieni słonecznych nagrzewa się. Przyjmując, że objętość opony nie zmienia się możemy powiedzieć, że energia wewnętrzna powietrza w oponie

A)      wzrosła bo powietrze wykonało pracę

B)      zmalała, a powietrze nie wykonało pracy

C)      wzrosła, a powietrze nie wykonało pracy

D)      zmalała, bo powietrze wykonało pracę

21. Jeden mol gazu idealnego poddano kolejno przemianom: izobarycznej 1-2, izotermicznej 2-3 i ponownie izobarycznej 3-4 (rysunek). Jeżeli temperatury w stanach 1 i 4 wynoszą odpowiednio T1 i T4 to temperaturę T2 w stanie 2 określa wzór:

A)      T2 = T4 /T1

B)      T2 = √ Tl · T4

C)      T2 = T12 /T4

D)      T2 = T1· T4

22. Gaz doskonały w naczyniu o stałej objętości wywiera w temperaturze 127°C ciśnienie 4·105 N/m2. Ciśnienie gazu w temperaturze niższej o 100 K wyniesie

A) 1·105 Pa           B) 2·105  Pa       C) 3·105 Pa        D) 4·105 Pa

23. Kolba o pojemności 4 dm3 zawiera powietrze o temperaturze 127°C. Jeżeli kolbę zanurzymy w wodzie o temperaturze 27°C, to do kolby wpłynie około:

A) 0,8 dm3 wody  B) 1 dm3 wody  C) 3 dm3 wody  D) 3,2 dm3 wody

24. Pewna masa gazu doskonałego, będąca początkowo w stanie K (rys.) osiągnęła następnie stan L. Temperatura gazu w stanie L w porównaniu z temperaturą w stanie K jest:

A)        niezmieniona                  

B)        dwudziestopięciokrotnie wyższa

C)        ośmiokrotnie wyższa         

D)                szesnastokrotnie wyższa

25. Objętość gazu doskonałego o temperaturze początkowej 0 oC  wzrosła dwukrotnie pod stałym ciśnieniem. Temperatura osiągnęła wartość:

     A)  273 K         B) 546 oC     

     C) 100oC          D) 546 K

Z A D A N I A

A. Podczas doświadczenia badano zależ­ność ciśnienia od temperatury dla przemiany 100 moli gazu w stałej objętości 1 m3. Otrzymane dane zamieszczono ...