Давление воздуха в сосуде было равно 10 5 па после трех ходов

<в начало

Разделы

• Механика. Кинематика.

• Механика. Динамика

• Механика. Законы изменения энергии и импульса.

• Механика. Вращательное движение твердого тела.

• Механика. Гидростатика.

• Механика. Гидродинамика.

• Молекулярная физика. Состояние идеального газа.

• Молекулярная физика. Термодинамика

• Молекулярная физика. Тепловые двигатели

• Молекулярная физика. Реальные газы и жидкости.

           Исходная методичка

1. Выходное отверстие велосипедного насоса диаметром d = 4 мм зажато пальцем
(см. рис.). Найти силу давления воздуха на палец в тот момент, когда поршень, сжимая
воздух, не доходит до конца насоса на расстояние l1 = 2 см. Длина насоса l = 42 см.
Процесс считать изотермическим.

2. Песок насыпают в цилиндр и плотно закрывают поршнем. При суммарном объеме песка и
воздуха Vl давление воздуха равно р1; а при суммарном объеме V2 давление воздуха равно р2. Найти
объем песка V, если температура неизменна.

3. Упругий шар, наполненный газом и имеющий радиус r1 = 10 см при внешнем давлении
р0 = 105 Па, помещен под колокол воздушного насоса. Каким должно стать внешнее давление рx, чтобы
радиус шара увеличился на Δr = 0,5 см? Давление, создаваемое оболочкой, р = аr2, где а = 1,66·107 Па/м2
и г − радиус шара. Температуру газа считать неизменной.

4. Газовый термометр состоит из шара с припаянной к нему горизонтальной
стеклянной трубкой (см. рис.). Капелька ртути, помещенная в трубку, отделяет объем
шара от внешнего пространства. Площадь поперечного сечения трубки S = 0,1 см2. При
температуре Т1 = 273 К капелька находилась на раcстоянии l1 = 30 см от поверхности
шара, при температуре Т2 = 278 К − на расстоянии l2 = 50 см. Найти объем шара и зависимость Т(l).
Давление считать постоянным.

5. При какой температуре находился газ в закрытом сосуде, если при нагревании его на ΔT = 140 К
давление возрастает в n = 1,5 раза?

6. Объем сосуда V = 300 см3, объем цилиндра разрежающего насоса V1 = 200 см3. После n = 6 ходов
поршня в сосуде установилось давление р = 35 мм рт. ст. Каково было первоначальное давление р0 газа
в сосуде? Изменением температуры пренебречь.

7. В баллоне объемом V = 1,5 л находится воздух при нормальном давлении. За сколько ходов
поршня насоса, имеющего объем цилиндра V1 = 100 см3, можно понизить давление в баллоне в η = 100
раз? Температуру считать постоянной.

8. Компрессор, обеспечивающий работу отбойных молотков, засасывает из атмосферы V0 = 100 л
воздуха в секунду. Сколько отбойных молотков может работать от этого компрессора, если для работы
одного молотка необходимо V = 100 см3 воздуха в секунду при давлении р = 5·106 Па? Атмосферное
давление р0 = 105 Па.

9. Во сколько раз изменится давление в резервуаре пневматического тормоза трамвайного вагона
после n = 250 ходов поршня насоса, если объем резервуара V = 30 л? Насос за одно качание подает
26
ΔV = 600 см3 воздуха при нормальном атмосферном давлении. Изменением температуры пренебречь.
Начальное давление в резервуаре равно нормальному атмосферному давлению.

10. За сколько ходов поршня насоса с рабочим объемом ΔV можно повысить давление от
атмосферного р0 до р в сосуде объемом V? Изменением температуры пренебречь.

11. Начальное состояние газа р0, V0, T0. Газ подвергли сначала изобарическому расширению до
объема Vl, после чего нагрели при постоянном объеме до давления р1. Найти температуру газа в
конечном состоянии.

12. В цилиндрическом сосуде с газом находится в равновесии тяжелый поршень (см.
рис.). Масса газа и температура под поршнем и над ним одинаковы. Отношение объема над
поршнем к объему под поршнем равно 3. Каким будет это отношение, если температуру в
сосуде увеличить в 2 раза?

13. В закрытом сосуде цилиндрической формы находится газ при температуре tl = 0°С. Внутри сосуд
перегорожен легким, не проводящим тепло поршнем радиуса r = 2 см на две части объемами V1 = 10 см3
и V2 = 50 см3. Поршень находится в равновесии. На какое расстояние переместится поршень, если
большую часть газа нагреть на 30 К? Температура в другой части не меняется.

14. График процесса, происходящего с одним молем идеального газа, показан на
рисунке. Участки 2−3 и 1−4 − изотермы. Изобразить график этого процесса в
координатах Т, V. Найти объем V3, если V1 и V2 = V4 заданы.

15. Процесс в идеальном газе идет так, что давление и объем связаны равенством p V = B . Когда
температура газа достигает значения Т, процесс продолжается при другом характере зависимости
Найти температуру Т, считая константы В и D, а также ν количество молей
газа известными.

16. В координатах p, V задан цикл 1−2−3−1 (см. рис.). Изобразить этот цикл в
координатах ρ, Т. Ρ − плотность газа, процесс 3−1 − изотермический. Ответ обосновать.
17. Один моль идеального газа расширяется изобарически. При этом оказалось, что
α = V/T = 2,8·10−3 м3/К. Определить концентрацию молекул газа при температуре Т1 = 103 К.

19. Аэростат объемом V = 300 м3 наполняется молекулярным водородом при температуре Т = 300 К
и давлении p = 105 Па. Какое время будет производиться наполнение оболочки аэростата, если из
баллонов каждую секунду переходит в аэростат Δm = 25 г водорода? До наполнения газом оболочка
аэростата водорода не содержала; газ считать идеальным.

20. Закрытый сосуд объемом V = 10 см3 имеет трещину, через которую ежесекундно проникает
ΔN = 106 частиц газа. Какое время понадобится для наполнения сосуда до нормального давления
р = 105 Па, если скорость проникновения частиц остается постоянной и начальное давление в сосуде
р0 = 0? Температура сосуда с газом Т = 273 К.

21. Цилиндрический сосуд длиной l = 85 см разделен на две части легкоподвижным
поршнем (см. рис.). При каком положении поршня давление в обеих частях цилиндра будет
одинаково, если одна часть заполнена кислородом, а другая водородом такой же массы?
Температура в обеих частях цилиндра одинакова.

22. Какое давление воздуха должно быть в сосуде, объем которого V = 10 л, чтобы при соединении
его с сосудом объемом V2 = 30 л, в котором находится воздух при давлении р2 = 105 Па, установилось
давление р = 3·105 Па? Температуру считать постоянной.

23. В сосуде объемом V1 находится одноатомный газ при давлении p1 и температуре T1, а в сосуде
объемом V2 такой же газ при давлении р2 и температуре Т2. Какое давление и температура установятся в
сосудах при их соединении? Теплообменом с окружающей средой и стенками сосудов пренебречь.

24. Приближенно воздух можно считать смесью азота (η1 = 80% по массе), кислорода (η2 = 16%) и
углекислого газа (η3 = 4%). Найти эффективную молярную массу М воздуха, т. е. молярную массу
такого газа, который при одинаковых параметрах со смесью будет иметь ту же массу.

25. В сосуде при давлении р = 105 Па и температуре t = 27°С находится смесь азота, кислорода и
гелия, массы которых равны. Найти плотность смеси газов.

26. Плотность газа, состоящего из смеси гелия и аргона, ρ = 2 кг/м3 при давлении р = 150 кПа и
температуре t = 27°С. Сколько атомов гелия содержится в газовой смеси объемом V = 1 см3?

27. Сосуд разделен пополам полупроницаемой перегородкой. Объем каждой части V = 1 л. В левую
половину введены водород массой m1 = 2 г и азот массой m2 = 28 г. Справа от перегородки − вакуум.
Какие давления установятся в обеих частях сосуда, если перегородка пропускает только водород, а
температура остается постоянной Т = 373 К?

28. Закрытый сосуд разделен на две равные половины поршнем, который может перемещаться без
трения. Давление и температура в обеих половинах одинаковы. В левой части находится чистый газ 1, в
правой − смесь газов 1 и 2, причем их парциальные давления равны. В некоторый момент поршень
становится проницаемым для газа 2. Во сколько раз η увеличится объем левой части после того, как
установится равновесие?

29. Некоторое количество водорода находится при температуре T1 = 200 К и давлении p1 = 400 Па.
Газ нагревают до температуры Т2 = 104 К, при которой молекулы водорода полностью распадаются на
атомы. Определить давление газа, если его объем и масса не изменились.

30. В сосуде находится озон (O3) при температуре t1 = 527°С. Через некоторое время он полностью
превращается в кислород (O2), температура устанавливается t2 = 127°С. На сколько процентов
изменилось давление в баллоне?
 

Автор страницы: admin

2011 год 109 вариант СЗ

В сосуде лежит кусок льда. Температура льда t1 = 0°С. Если сообщить ему количество теплоты Q = 50 кДж, то 3/4 льда растает. Какое количество теплоты q надо после этого сообщить содержимому сосуда дополнительно, чтобы весь лёд растаял и образовавшаяся вода нагрелась до температуры t2 = 20°С? Тепловыми потерями на нагрев сосуда пренебречь.
(Решение)

2011 год. 01-2 вариант. С3
В бутылке объемом V = 1 л находится гелий при нормальном атмосферном давлении. Горлышко бутылки площадью S = 2 см2 заткнуто короткой пробкой, имеющей массу m = 20 г. Если бутылка лежит горизонтально, то для того, чтобы медленно вытащить из ее горлышка пробку, нужно приложить к пробке горизонтально направленную силу F = 1 Н. Бутылку поставили на стол вертикально горлышком вверх. Какое количество теплоты нужно сообщить гелию в бутылке для того, чтобы он выдавил пробку из горлышка? (Решение)

2011 год. 01-1 вариант. С3
Один моль идеального одноатомного газа переводят из состояния 1 с температурой Т1 = 300 К в состояние 2 таким образом, что в течение всего процесса давление газа возрастает прямо пропорционально его объему. В ходе этого процесса газ получает количество теплоты Q = 14958 Дж. Во сколько раз n уменьшается в результате этого процесса плотность газа? (Решение)

2010 год. 11 вариант. С1
В кабинете физики проводились опыты с разреженным газом постоянной массы. По невнимательности ученик, отметив на графике начальное и конечное состояния газа (см. рисунок), не указал, какие две величины из трёх (давление р, объём V, температура Т) отложены по осям. В журнале осталась запись, согласно которой названные величины изменялись следующим образом: p1 < р2, V1 > V2, Τ1 < Ί2. Пользуясь этими данными, определите, какие величины были отложены на горизонтальной и вертикальной осях. Ответ поясните, указав, какие физические закономерности вы использовали. (Решение)

2010 год
304 вариант СЗ

Некоторое количество одноатомного идеального газа расширяется из одного и
того же начального состояния (p1, V1) до одного и того же конечного объёма V2
первый раз по изобаре, а второй – по адиабате (см. рисунок). Отношение количества теплоты Q12, полученного газом на изобаре от нагревателя, к модулю изменения внутренней энергии газа |U3 — U1| на адиабате k = Q12/|U3 — U1| = 6 . Чему равно
отношение х работы газа на изобаре А12 к работе газа на адиабате А13? (Решение)

2010 год. 135 вариант. С5
В цилиндр закачивается воздух со скоростью 0,002 кг/с. В верхнем торце цилиндра есть отверстие площадью 5·10-4 м2, закрытое предохранительным клапаном. Клапан удерживается в закрытом состоянии невесомым стержнем длиной 0,5 м, который может свободно поворачиваться вокруг оси в точке А (см. рисунок). Расстояние АВ равно 0,1 м. К свободному концу стержня подвешен груз массой 2 кг. Клапан открывается через
580 с работы насоса, если в начальный момент времени давление воздуха в цилиндре было равно атмосферному. Температура воздуха в цилиндре и снаружи не меняется и равна 300 К. Определите объём цилиндра. (Решение)

2009 год. 133 вариант. С1
В цилиндрическом сосуде под поршнем длительное время находятся вода
и ее пар. Поршень начинают вдвигать в сосуд. При этом температура
воды и пара остается неизменной. Как будет меняться при этом масса
жидкости в сосуде? Ответ поясните. (Решение)

2009 год. 133 вариант. С3
Один моль одноатомного идеального газа
переходит из состояния 1 в состояние 3 в
соответствии с графиком зависимости его объёма
V от температуры T (T0 = 100 К). На участке 2 − 3
к газу подводят 2,5 кДж теплоты. Найдите
отношение работы газа А123 ко всему количеству
подведенной к газу теплоты Q123. (Решение)

2009 год. 304 вариант. С3
Постоянная масса одноатомного идеального газа совершает циклический процесс, показанный на рисунке. За цикл от нагревателя газ получает количество теплоты QH = 8 кДж. Какую работу совершают внешние силы при переходе газа из состояния 2 в состояние 3?

(Решение)
2008 год. 131 вариант. С2
Разогретый сосуд прикрыли поршнем, который с помощью вертикальной нерастяжимой нити соединили с потолком. На сколько процентов от начальной понизится температура воздуха в сосуде к моменту, когда сосуд оторвется от поверхности, на которой он расположен? Масса сосуда 5 кг. Поршень может скользить по стенкам сосуда без трения. Площадь дна сосуда 125 см2. Атмосферное давление 105 Па. Тепловым расширением сосуда и поршня пренебречь. (Решение)

2008 год. 5941 вариант. С2
В калориметре находился m1 = 1 кг льда при температуре t1 = -5°С. После добавления в калориметр m2 = 25 г воды в нем установилось тепловое равновесие при температуре t = 0°С. Какова температура t2 добавленной в калориметр воды, если в калориметре оказался в итоге только лёд? Теплоёмкостью калориметра пренебречь. (Решение)

2008 год. 05205939 вариант. С2
В горизонтально расположенной трубке постоянного сечения, запаянной с одного конца, помещен столбик ртути длиной 15 см, который отделяет воздух в трубке от атмосферы. Трубку расположили вертикально запаянным концом вниз. На сколько градусов следует нагреть воздух в трубке, чтобы объём, занимаемый воздухом, стал прежним? Температура воздуха в лаборатории 300 К, а атмосферное давление составляет 750 мм рт.ст. (Решение)

2008 год. 2 вариант. С2
Вертикально расположенный замкнутый цилиндрический сосуд высотой 50 см разделен подвижным поршнем весом 110 Н на две части, в каждой из которых содержится одинаковое количество водорода при температуре 361 К. Какая масса газа находится в каждой части цилиндра, если поршень находится на высоте 20 см от дна сосуда? Толщиной поршня пренебречь. (Решение)

2007 год. 19 вариант. С2
В сосуде находится одноатомный идеальный газ, масса которого 12 г, а молярная масса 0,004 кг/моль. Вначале давление в сосуде было равно 4•105 Па при температуре 400 К. После охлаждения газа давление понизилось до 2•105 Па. Какое количество теплоты отдал газ? (Решение)

2006 год. 61 вариант. С2
В водонепроницаемый мешок, лежащий на дне моря на глубине 73,1 м, закачивается сверху воздух. Вода вытесняется из мешка через нижнее отверстие, и когда объём воздуха в мешке достигает 28,0 м3- мешок всплывает вместе с прикреплённым к нему грузом. Масса оболочки мешка 2710 кг. Определите массу груза. Температура воды равна 7°С, атмосферное давление на уровне моря равно 105 Па. Объёмом груза и стенок мешка пренебречь. (Решение)

2006 год. 86 вариант. С2
Теплоизолированный сосуд объемом V = 2 м3 разделен теплоизолирующей перегородкой на две равные части. В одной части сосуда находится 2 моль гелия, а в другой – такое же количество молей аргона. Начальная температура гелия равна 300 К, а температура аргона 600 К. Определите давление смеси после удаления перегородки. Теплоемкостью сосуда пренебречь. (Решение)

2006 год. 33 вариант. С2
Воздушный шар объемом 2500 м3 с массой оболочки 400 кг имеет внизу отверстие, через которое воздух в шаре нагревается горелкой. Температура окружающего воздуха 7°С, его плотность 1,2 кг/м3. При какой минимальной разности температур воздуха внутри шара и снаружи шар взлетит вместе с грузом (корзиной и воздухоплавателем) массой 200 кг? Оболочку шара считать нерастяжимой. (Решение)

2006 год. 222 вариант. С2
С одним молем идеального одноатомного газа совершают процесс 1-2-3-4, показанный на рисунке в координатах V-Т. Во сколько раз количество теплоты, полученное газом в процессе 1-2-3-4, больше работы газа в этом процессе? (Решение)

2005 год. 58 вариант. С2
Идеальный одноатомный газ в количестве 1 моль сначала изотермически расширился при температуре T1 = 300 К. Затем газ изобарно нагрели, повысив температуру в 3 раза. Какое количество теплоты получил газ на участке 2-3? (Решение)

2004 год. 92 вариант. С2
10 моль одноатомного идеального газа сначала охладили, уменьшив давление в 3 раза, а затем нагрели до первоначальной температуры 300 К (см. рисунок). Какое количество теплоты получил газ на участке 2-3? (Решение)

2004 год. 77 вариант. С5
Идеальный одноатомный газ используется в качестве рабочего тела в тепловом двигателе. В ходе работы двигателя состояние газа изменяется в соответствии с циклом, состоящим из двух адиабат и двух изохор (см. рисунок). Вычислите КПД такого двигателя. (Решение)

2004 год. 49 вариант. С5
При электролизе воды образуется кислород О2 и водород Н2. Газы отводят в сосуд объёмом 100 л, поддерживая в нём температуру 300 К. Чему равна масса воды, которая разложилась в результате электролиза, чтобы суммарное давление в сосуде достигло 0,1 атм? Считать, что ничего не взрывается.
(Решение)

2004 год. 35 вариант. С5
Смесь одинаковых масс гелия, водорода и азота помещена в сосуд и нагрета до температуры 350 К. Плотность смеси оказалась равной 50 г/м3. Чему равно давление в сосуде? (Решение)