Question 1

Kokią šilumos kiekį reikia perduoti 2 kg vario, kad jo temperatūra pakiltų nuo 20°C iki 70°C? Vario savitoji šiluma yra 385 J/(kg·K).

Accepted Answer

Šilumos kiekis apskaičiuojamas pagal formulę Q = m c ΔT. Čia m = 2 kg, c = 385 J/(kg·K), ΔT = 70°C - 20°C = 50 K (nes pokytis K ir °C vienodas). Taigi Q = 2 * 385 * 50 = 38 500 J.

Question 2

Pagal Stefano-Bolcmano dėsnį, juodojo kūno spinduliuojama galia yra proporcinga:

Accepted Answer

Stefano-Bolcmano dėsnis teigia, kad juodojo kūno spinduliuojama galia yra tiesiogiai proporcinga jo absoliučiosios temperatūros (kelvinais) ketvirtajai laipsnei: P = σ A T⁴.

Question 3

Kokia yra teisinga pirmojo termodinamikos dėsnio matematinė išraiška, kai naudojama žymėjimo konvencija, kur $Q$ – šiluma, gauta sistema, o $W$ – darbas, atliktas sistema?

Accepted Answer

Standartinė fizikoje naudojama konvencija yra $\Delta U = Q - W$, kur $Q$ – šiluma, gauta sistema (teigiama, jei gauna), o $W$ – darbas, atliktas sistema (teigiamas, jei sistema plečiasi ir atlieka darbą).

Question 4

Kas vyksta su termodinaminės sistemos vidine energija izochoriniame procese ($V = 	ext{const.}$), jei ji gauna $200 	ext{ J}$ šilumos?

Accepted Answer

Izochoriniame procese (pastovus tūris) sistemos tūris nesikeičia, todėl mechaninis darbas $W = P\Delta V = 0$. Pagal pirmąjį termodinamikos dėsnį $\Delta U = Q - W = Q$. Taigi, visa gauta šiluma eina sistemos vidinei energijai padidinti.

Question 5

Kokia yra vienatomės idealiųjų dujų molekulės vidutinė transliacinė kinetinė energija esant temperatūrai T?

Accepted Answer

Vidutinė transliacinė kinetinė energija vienai molekulei yra (3/2) k T, pagal ryšį, gautą iš idealiųjų dujų lygties ir slėgio kinetinio išraiškos. Tai atspindi tris transliacinius laisvės laipsnius.

Question 6

Kodėl dviatomių dujų molinė šiluminė talpa pastoviame tūryje C_V yra didesnė nei vienatomių dujų?

Accepted Answer

Dviatomių dujų C_V didesnė, nes jos turi daugiau laisvės laipsnių, į kuriuos pasiskirsto energija. Energijos vienodo pasiskirstymo dėsnis suteikia kiekvienam kvadratiniam laisvės laipsniui energiją (1/2) k T, todėl didesnis f lemia didesnę vidinę energiją ir šiluminę talpą.

Question 7

Kokią reikšmę turi parametras 'a' van der Waalso lygtyje?

Accepted Answer

Van der Waalso lygtyje parametras a atspindi tarpmolekulinių traukos jėgų poveikį, kuris sumažina efektyvųjį slėgį. Kuo didesnė a, tuo stipresnės traukos jėgos.

Question 8

Kokia yra vidutinės kvadratinės greičio šaknies (v_rms), vidutinio greičio (v_vid) ir tikimiausio greičio (v_tik) didėjimo tvarka dujose, esant pastoviai temperatūrai?

Accepted Answer

Maksvelo pasiskirstymui būdinga, kad tikimiausias greitis yra mažiausias, po to vidutinis, o didžiausias – vidutinė kvadratinė šaknis. Tai išplaukia iš jų formulių: v_tik = √(2RT/M), v_vid = √(8RT/πM), v_rms = √(3RT/M).

Question 9

Kokia yra maksimali galima šiluminio variklio, veikiančio tarp 400 K karšto ir 300 K šalto rezervuarų, naudingumo koeficiento vertė pagal antrąjį termodinamikos dėsnį?

Accepted Answer

Pagal Karno teoremą, maksimalus naudingumas yra Karno ciklo naudingumas: η_max = 1 - T_šalta/T_karšta = 1 - 300/400 = 1 - 0.75 = 0.25 arba 25%. Joks realus variklis negali viršyti šios vertės.

Question 10

Kuriam iš šių procesų izoliuotos sistemos entropijos pokytis bus lygus nuliui?

Accepted Answer

Entropija yra būsenos funkcija. Bet kuriame cikle, kurio pabaigoje sistema grįžta į tą pačią būseną, bendras entropijos pokytis yra lygus nuliui. Karno ciklas yra idealus grįžtamasis ciklas, tenkinantis šią sąlygą. Visuose kituose išvardytuose negrįžtamuose procesuose entropija didėja.

Kiti populiarūs konspektai

Ekonomikos Tyrimo Objektas ir Metodai

Aukštoji matematika I

Termodinamika ir Šilumos Fizika