Открытый сосуд при атмосферном

Изменение состояния идеального газа

а) Изобарный процесс

820. Газ находится в цилиндре с подвижным поршнем и при температуре 300 К занимает объем 250 см3. Какой объем (в см3) займет газ, если температура понизится до 270 К? Давление постоянно. (225)

821. На сколько градусов необходимо нагреть газ при постоянном давлении, чтобы его объем увеличился вдвое по сравнению с объемом при 0°С? (273)

822. Какова была начальная температура (в кельвинах) воздуха, если при нагревании его на 3 К объем увеличился на 1% от первоначального? Процесс изобарный. (300)

823. Газ нагрели от 27°С до 39°С. На сколько процентов увеличился при этом объем газа, если давление газа оставалось постоянным? (4)

824. В объеме 0,004 м3находится газ, масса которого 0,012 кг и температура 177°С. При какой температуре (в кельвинах) плотность этого газа будет 6 кг/м3, если давление останется неизменным? (225)

825. Газ охладили при постоянном объеме от 127°С до 27°С. На сколько процентов надо после этого уменьшить объем газа в изотермическом процессе, чтобы давление стало равно первоначальному? (25)

б) Изохорный процесс

826. При изменении температуры газа от 286 К до 326 К давление повысилось на 20 кПа. Найдите первоначальное давление (в кПа) газа. Процесс изохорный. (143)

827. Резиновую лодку надули утром, когда температура воздуха была 7°С. На сколько процентов увеличилось давление воздуха в лодке, если днем он прогрелся под лучами солнца до 21°С? Объем лодки не изменился. (5)

828. При нагревании газа при постоянном объеме на 1 К давление увеличилось на 0,2%. При какой начальной температуре (в °С) находился газ? (227)

829. Воздух в открытом сосуде медленно нагрели до 400 К, затем сосуд герметично закрыли и охладили до 280 К. На сколько процентов при этом изменилось давление в сосуде? (30)

830. В цилиндре под поршнем находится газ. Чтобы поршень оставался в неизменном положении при увеличении абсолютной температуры газа в 2 раза, на него следует положить груз массой 10 кг. Площадь поршня 10 см2. Найдите первоначальное давление (в кПа) газа. g = 10 м/с2.(100)

831. Газ находится в вертикальном цилиндре под поршнем массой 5 кг. Какой массы груз надо положить на поршень, чтобы он остался в прежнем положении, когда абсолютная температура газа будет увеличена вдвое? Атмосферное давление 100 кПа, площадь поршня 0,001 м2. g = 10 м/с2. (15)

832. Давление воздуха внутри плотно закупоренной бутылки при температуре 7°С равно 150 кПа. До какой температуры (по шкале Цельсия) надо нагреть бутылку, чтобы из нее вылетела пробка, если известно, что для вытаскивания пробки до нагревания бутылки требовалась минимальная сила 45 Н? Площадь поперечного сечения пробки 4 см2. (217)

833. Сначала газ нагревают изохорно от 400 К до 600 К, а затем нагревают изобарно до температуры Т. После этого газ приводят в исходное состояние в процессе, при котором давление уменьшается прямо пропорционально объему газа. Найдите температуру Т (в кельвинах). (900)

в) Изотермический процесс

834. При давлении 5×106 Па газ занимает объем 2×10‑2 м3. Под каким давлением будет находиться газ при той же температуре, но в объеме 1 м3? Ответ выразить в атмосферах (1 атм = 105 Па). (1)

835. Под каким давлением (в кПа) надо наполнить воздухом баллон емкостью 10 л, чтобы при соединении его с баллоном емкостью 30 л, содержащим воздух при давлении 100 кПа, установилось общее давление 200 кПа? Температура постоянна. (500)

836. Два сосуда соединены тонкой трубкой с краном. В первом сосуде объемом 15 дм3находится газ под давлением 2 атм, во втором — такой же газ под давлением 10 атм. Если открыть кран, то в обоих сосудах устанавливается давление 4 атм. Найдите объем (в дм3) второго сосуда. Температура постоянна. (5)

837. До какого давления (в кПа) накачан футбольный мяч емкостью 3 л, если при этом было сделано 40 качаний поршневого насоса? За каждое качание насос захватывает из атмосферы 150 см3воздуха. Атмосферное давление 100 кПа. Содержанием воздуха в мяче до накачки пренебречь. Температура постоянна. (200)

838. Давление воздуха в сосуде было равно 105 Па. После трех ходов поршня откачивающего насоса давление воздуха упало до 800 Па. Определите, во сколько раз объем цилиндра насоса больше объема сосуда. Температура постоянна. (4)

839. Объем цилиндра поршневого насоса равен объему откачиваемого сосуда. Чему будет равно давление в сосуде после 5 ходов поршня насоса? Начальное давление в сосуде равнялось 105 Па. Температура постоянна. (3125)

840. Газ находится в цилиндре под поршнем и занимает объем 240 см3при давлении 105 Па. Какую силу надо приложить перпендикулярно к плоскости поршня, чтобы сдвинуть его на 2 см, уменьшив объем газа? Площадь поршня 24 см2. (60)

841. Газ находится в высоком цилиндре под тяжелым поршнем, который может перемещаться без трения. Площадь поршня 30 см2. Когда цилиндр перевернули открытым концом вниз, объем газа увеличился в 3 раза. Чему равна масса поршня? Атмосферное давление 100 кПа, g = 10 м/с2. (15)

842. Воздух находится в вертикальном цилиндре под поршнем массой 20,2 кг и сечением 20 см2. После того, как цилиндр стали перемещать вертикально вверх с ускорением 5 м/с2, высота столба воздуха в цилиндре уменьшилась на 20%. Считая температуру постоянной, найдите атмосферное давление (в кПа). g = 10 м/с2. (101)

843. В сосуде, закрытом пробкой, находится воздух под давлением 0,5×105 Па. Какой объем воды (в л) войдет в сосуд, если его опустить в воду открытым концом вниз на глубину 10 м и открыть пробку? Объем сосуда 4 л, атмосферное давление 105 Па, g = 10 м/с2. Температура в толще воды и у ее поверхности одинакова. (3)

844. На какой глубине объем пузырька воздуха, поднимающегося со дна водоема, в 3 раза меньше, чем на поверхности? Атмосферное давление 100 кПа, g = 10 м/с2. Температура в толще воды и у ее поверхности одинакова. (20)

845. Пузырек воздуха поднимается со дна водоема глубиной 35 м. Во сколько раз объем пузырька на глубине 5 м больше, чем у дна водоема? Атмосферное давление 100 кПа, g = 10 м/с2. Температура в толще воды и у ее поверхности одинакова. (3)

846. На какой глубине радиус пузырька воздуха, поднимающегося со дна водоема, в 2 раза меньше, чем на поверхности? Атмосферное давление 100 кПа, g = 10 м/с2. Температура в толще воды и у ее поверхности одинакова. (70)

847. В горизонтальной пробирке находится 240 см3воздуха, отделенных от атмосферы столбиком ртути длиной 150 мм. Если пробирку повернуть открытым концом вверх, то объем воздуха станет 200 см3. Найдите атмосферное давление (в кПа). Плотность ртути 13600 кг/м3, g = 10 м/с2. (102)

848. Открытая с обеих сторон вертикальная цилиндрическая трубка длиной 1 м наполовину погружена в ртуть. Затем верхнее отверстие трубки плотно закрывают и вынимают трубку из ртути. В трубке остается столбик ртути длиной 25 см. Определите по этим данным атмосферное давление (в кПа). Плотность ртути 13600 кг/м3, g = 10 м/с2. (102)

849. Трубку длиной 42 см, запаянную с одного конца, погружают открытым концом в ртуть. Какой будет длина (в см) столбика воздуха в трубке в тот момент, когда верхний конец трубки сравняется с уровнем ртути? Атмосферное давление 750 мм рт.ст. (30)

850. В трубке, закрытой с одного конца, столбик воздуха заперт столбиком ртути длиной 19 см. Если трубку повернуть открытым концом вниз, длина столбика воздуха будет 10 см, а если открытым концом вверх, то 6 см. Найдите атмосферное давление (в мм рт. ст.). (760)

851. В длинной горизонтальной трубке, открытой с одного конца, столбик воздуха длиной 16 см заперт столбиком ртути длиной 20 см. Трубку приводят во вращение вокруг вертикальной оси, проходящей через ее закрытый конец. При какой угловой скорости столбик ртути сместится на 4 см? Атмосферное давление 750 мм рт.ст., g = 10 м/с2. (5)

852. Тонкостенный стакан массой 50 г ставят вверх дном на поверхность воды и медленно погружают так, что он все время остается в вертикальном положении. Высота стакана 10 см, площадь дна 20 см2. На какую минимальную глубину надо опустить стакан, чтобы он утонул? Атмосферное давление 100 кПа, g = 10 м/с2. Глубина отсчитывается от поверхности воды до уровня воды в стакане на искомой глубине. Температура у поверхности и на глубине одинакова. Массой воздуха в стакане пренебречь. (30)

Объединенный газовый закон

853. При уменьшении объема газа в 2 раза давление изменилось на 120 кПа, а абсолютная температура возросла на 10%. Каково было первоначальное давление (в кПа) газа? (100)

854. На сколько процентов надо уменьшить абсолютную температуру газа при увеличении его объема в 7 раз, чтобы давление упало в 10 раз? (30)

855. Два сосуда соединены тонкой трубкой с краном. Один из сосудов объемом 3 л заполнен газом при давлении 10 кПа, в другом сосуде объемом 6 л давление пренебрежимо мало. Температура газа в первом сосуде 27°С. Какое давление (в кПа) установится в сосудах, если открыть кран, а температуру газа повысить до 177°С? (5)

856. При каждом ходе поршневой насос захватывает 10 дм3воздуха из атмосферы при нормальных условиях (Т0 = 273 К) и нагнетает его в резервуар объемом 10 м3. Температура в резервуаре постоянна и равна 364 К. Сколько ходов должен сделать поршень насоса, чтобы повысить давление в резервуаре от нормального (pо= 1 атм) до 10 атм? (6750)

857. Воздух в цилиндре под поршнем сначала изотермически сжали, увеличив давление в 2 раза, а затем нагрели при постоянном давлении. В результате объем воздуха увеличился в 3 раза по сравнению с начальным. До какой температуры (в кельвинах) нагрели воздух, если его начальная температура была 300 К? (1800)

858. Газ, занимающий при температуре 127°С и давлении 200 кПа объем 3 л, изотермически сжимают, затем изобарно охлаждают до температуры 73°С, после чего изотермически изменяют объем до 1 л. Найдите конечное давление (в кПа) газа. (300)

859. Газ, находящийся в цилиндре под поршнем, нагрели при постоянном давлении так, что его объем увеличился в 1,5 раза. Затем поршень закрепили и нагрели газ так, что его давление возросло в 2 раза. Чему равно отношение конечной абсолютной температуры газа к его начальной абсолютной температуре? (3)

860. Два одинаковых сосуда, содержащие кислород при 300 К, соединены тонкой горизонтальной трубкой, посередине которой находится столбик ртути. Объемы сосудов 4×10‑5 м3. Когда один сосуд нагрели на 3 К, а другой охладили на 3 К, столбик ртути сместился на 1 см. Какова площадь сечения трубки (в мм2)? (40)

861. Теплоизолирующий поршень делит горизонтальный сосуд на две равные части, содержащие газ при температуре 7°С. Длина каждой части 30 см. Когда одну часть сосуда нагрели, поршень сместился на 2 см. На сколько градусов нагрели газ? Температура газа в другой части сосуда не изменилась. (40)

862. Теплоизолирующий поршень делит горизонтальный сосуд на две равные части, содержащие газ при температуре 5°С. Длина каждой части 144 мм. Одну часть сосуда нагрели на 18°С, а другую — на 2°С. На какое расстояние (в мм) сместится поршень? (4)

863. Баллон емкостью 40 л содержит сжатый воздух под давлением 18 МПа при 27°С. Какой объем (в л) воды можно вытеснить из цистерны подводной лодки воздухом этого баллона, если лодка находится на глубине 20 м, где температура 7°С? Атмосферное давление 0,1 МПа, g = 10 м/с2. (2200)

864. Во сколько раз уменьшится радиус тонкого резинового шара, заполненного воздухом, если его опустить в воду на глубину 65,2 м? Давление у поверхности воды 100 кПа. Температура воды у поверхности 27°С, на глубине 9°С. g = 10 м/с2. (2)

865. В сообщающихся сосудах одинакового сечения находится ртуть. Один из сосудов закрывают и увеличивают температуру воздуха в нем от 300 К до 400 К. Найдите образовавшуюся разность уровней (в см) ртути, если начальная высота столба воздуха в запертом сосуде была 10 см. Атмосферное давление 750 мм рт.ст. (5)

Последнее изменение этой страницы: 2017-01-27; Нарушение авторского права страницы

Источник

Открытый сосуд при атмосферном давлении медленно нагревают

Задание 27. Стеклянный сосуд, содержащий воздух с относительной влажностью 50 % при t1 = 30 °С, плотно закрыли крышкой и нагрели до t2 = 50 °С. Опираясь на законы молекулярной физики, объясните, как изменятся при этом парциальное давление водяного пара и относительная влажность воздуха в сосуде.

Учитывая, что сосуд с паром жесткий, получаем изохорный процесс, при котором объем остается неизменным. Тогда из уравнения Менделеева-Клайперона следует отношение

где

— парциальные давления паров при температурах соответственно. При увеличении температуры получаем, что и из соотношения следует, что и , то есть давление увеличивается.

При увеличении температуры плотность насыщенного пара

будет увеличиваться, а плотность пара в сосуде не изменяется (так как сосуд герметичный, масса газов не меняется). Так как относительная влажность воздуха определяется выражением

то относительная влажность воздуха уменьшится.

Ответ: парциальное давление увеличится, относительная влажность уменьшится.

Источник

Почему температура кипения жидкости зависит от внешнего давления?

Знаю, что с увеличением давления увеличивается температура кипения, и наоборот. Интересно, как и почему это происходит.

Если поместить жидкость в вакуум, в космос, то она мгновенно испарится. А есть такая жидкость, которая в вакууме не начнет кипеть?

А почему у автора вопроса жидкость в вакууме испарится? То, что вода в горах закипает раньше, так это вопрос в примесях в воде. У нас если брать дистилят водяной, то ему вообще будет по барабану на вакуум.

Объясните чайнику: если до Большого взрыва Вселенная была бесконечно мала, то как называлось то пространство, которое ее окружало?

Разум цепляется за привычное. Например, мы привыкли, что все тела падают вниз. Привыкли настолько, что в Англии, на родине Ньютона, еще в девятнадцатом веке огромной общественной популярностью пользовалась книга, в которой «доказывалось», что Земля — плоская, ведь иначе мы бы с нее упали. Раз она плоская, у нее должен быть край. Однако, путешествие Магеллана показало — если плыть все время на запад, то снова приплывешь в Европу, только уже с востока. Итак, Земля — шар, а с тем, что люди на другой стороне ходят «вверх ногами», придется смириться, хоть это и противоречит «здравому смыслу».

Ну, «здравый смысл» с тех пор кое-как примирился с законом всемирного тяготения, но теперь есть новая задача — понять, как Вселенная может быть ограниченной в объеме и при этом не иметь «краев» и чего-то «вне». Что ж, лучшая аналогия — это старые игры, где, выходя за конец экрана, какой-нибудь пэкмен, или диггер, или змейка, или Марио оказывались с противоположного. Для них, таким образом, края экрана не существовало.

Ограниченная по объему трехмерная вселенная — это нечто подобное. Представьте себе: вы находитесь в комнате, у которой как будто две двери в противоположных стенах. Вы открываете дверь и видите такую же комнату и себя со спины, открывающего дверь в следующей стене, за которой видна еще одна комната и еще один вы, и так далее. И за спиной у вас скрипнула дверь — на самом деле та же самая, потому что дверь — одна. И происходит это не потому, что существует бесконечное число вас, а потому что вселенная зациклена сама на себя — просто свет делает несколько кругов по этой вселенной прежде чем достичь ваших глаз. Если в этой нашей вселенной сделать скорость света, к примеру, один метр в секунду, то вы будете видеть себя в другой комнате уже с задержкой в несколько секунд. Теперь добавим еще двери, точнее, одну дверь двум другим стенам комнаты. А теперь — люк в полу и потолке с теми же эффектами.

А теперь — уберем стены, пол и потолок! И увидим многократные копии себя же через равные промежутки пространства. Хотя на самом деле эти копии настолько же реальны, насколько ваше отражение в зеркале — то, что мы видим в зеркале отраженную комнату, отнюдь не значит, что есть еще одна комната.

Поздравляю! Вот вы и очутились во вселенной с ограниченным объемом, но без краев и чего-то «вне». Это лишь один из вариантов, тороидальный. В сферической вселенной вы бы видели размытый образ себя во всем поле зрения — причем, считая, что угол обзора у нас 180°, вы бы видели в упор свой затылок, а в нижнем краю зрения — макушку, в верхнем — подошвы обуви, а по бокам — уши. Но это уже мелочи.

Почему так не происходит в нашей Вселенной? Дело в том, что она расширяется, и достаточно удаленные ее участки улетают от нас быстрее скорости света. В общем, даже если вселенная конечна, свет, испущенный нами или отраженный от нас, просто не имеет возможности к нам возвратиться. Это — большой вариант комнаты.

А теперь рассмотрим противоположный сценарий. Будем сжимать нашу комнату без стен. Вот нам уже в ней неуютно. Вот вы в нее уже не помещаетесь, вас прижимает носом к своему собственному затылку, который вы видите перед собой, и вы чувствуете затылком, как к нему прижало ваш же нос. Вот комната становится размером с атомное ядро. И вот мы приходим в состояние «сразу» после Большого Взрыва. «Сразу» заключено в кавычки, потому что время — это тоже лишь измерение пространства. Так что нет не только «вне» вселенной, но и «до» Большого Взрыва. Ну, то есть, в одной из моделей.

Источник

От чего зависит кипение воды

Чтобы приготовить различные вкусные блюда, часто необходима вода, и, если ее нагревать, то она рано или поздно закипит. Каждый образованный человек при этом знает, что вода начинает кипеть при температуре, равной ста градусам Цельсия, и при дальнейшем нагревании ее температура не меняется. Именно это свойство воды используется в кулинарии. Однако далеко не всем известно, что это бывает не всегда так. Вода может закипать при разной температуре в зависимости от условий, в которых она находится. Давайте попробуем разобраться, от чего зависит температура кипения воды, и как это нужно использовать.

Читайте также: Сосуды в ногах картинки

При нагревании температура воды приближается к температуре кипения, и по всему объему образуются многочисленные пузырьки, внутри которых находится водяной пар. Плотность пара меньше, чем плотность воды, поэтому сила Архимеда, действующая на пузырьки, поднимает их на поверхность. При этом объем пузырьков то увеличивается, то уменьшается, поэтому закипающая вода издает характерные звуки. Достигая поверхности, пузырьки с водяным паром лопаются, по этой причине кипящая вода интенсивно булькает, выпуская водяной пар.

Температура кипения в явном виде зависит от давления, оказываемого на поверхность воды, что объясняется зависимостью давления насыщенного пара, находящегося в пузырьках, от температуры. При этом количество пара внутри пузырьков, а вместе с этим и их объем, увеличиваются до тех пор, пока давление насыщенного пара не будет превосходить давление воды. Это давление складывается из гидростатического давления воды, обусловленного гравитационным притяжением к Земле, и внешнего атмосферного давления. Поэтому температура кипения воды увеличивается при возрастании атмосферного давления и уменьшается при его уменьшении. Только в случае нормального атмосферного давления 760 мм.рт.ст. (1 атм.) вода кипит при 100 0 С. График зависимости температуры кипения воды от атмосферного давления представлен ниже:

Из графика видно, что если увеличить атмосферное давление до 1,45 атм, то вода будет кипеть уже при 110 0 С. При давлении воздуха 2,0 атм. вода закипит при 120 0 С и так далее. Увеличение температуры кипения воды может быть использовано для ускорения и улучшения процесса приготовления горячих блюд. Для этого изобрели скороварки – кастрюли с особой герметично закрывающейся крышкой, снабженные специальными клапанами для регулирования температуры кипения. Из-за герметичности давление в них повышается до 2-3 атм., что обеспечивает температуру кипения воды 120-130 0 С. Однако при этом нужно помнить, что использование скороварок сопряжено с опасностью: пар, выходящий из них, имеет большое давление и высокую температуру. Поэтому нужно быть максимально осторожными, чтобы не получить ожог.

Обратный эффект наблюдается, если атмосферное давление понижается. В этом случае температура кипения тоже уменьшается, что и происходит при увеличении высоты над уровнем моря:

Источник

Как изменится температура кипения, если уменьшится атмосферное давление? Например, высоко в горах?

Вода закипает, когда давление насыщенного пара превысит атмосферное. Поэтому понятно, что при уменьшении атмосферного давления температура кипения падает. Из-за этого например в горах довольно трудно что-то сварить.

Температура кипения зависит от давления, под которым находится вода: чем больше давление, тем выше температура, при которой начинается кипение воды.

Температура кипения воды при давлении в мм рт. ст
680 — 96,9, 700 — 97,7, 760 — 100,0, 735 — 99,1, 800 — 101,5

5. какова зависимость между осадками, температурами, поясами атмосферного давления, рельефом и господствующими ветрами? 6.

При теплой и жаркой погоде воздух нагревается. Нагретый воздух поднимается вверх, а там уже воздух холоднее — и нагретый воздух охлаждается до точки росы, возникают осадки.

Также и с давлением. При теплой погоде воздушные массы нагреваются и стремятся вверх, таким образом создавая на территории области пониженного давления.

1 0 · Хороший ответ

Что такое космическая скорость? Разве нельзя покинуть орбиту земли и солнечную систему если двигаться вертикально вверх со скоростью 60км/ч?

Весь вопрос в том за счёт чего двигаться. Если у вас есть какой-то источник тяги, постоянно уравновешивающий силу земного притяжения, то, конечно, всё равно с какой скоростью двигаться. Проблема в том, что топлива в ракетах на пару минут от силы, поэтому такой вариант не проходит. Космическая скорость (вторая) — это та, до которой достаточно разогнаться, чтобы улететь от земли без какого-либо дополнительного двигателя. Только за счёт того, что земное притяжение не успеет погасить эту скорость.

1 5 · Хороший ответ

Вычислите минимальную скорость метеорита , прежде чем он вошел в атмосферу, его изначальная температура в космосе −300∘С. Ответ в км/час

При вхождении в атмосферу Земли, железный метеорит полностью расплавляется. Вычислите минимальную скорость, которую должен был иметь метеорит, прежде чем он вошел в атмосферу, если его изначальная температура в космическом пространстве составляла−300∘С−300∘С. Ответ представьте в км/с и округлите до десятых

Говорят в БАК можно создать температуру 10 триллионов градуса. Но что происходит с этой температурой? Как учёные это измерили? Почему мы всё ещё живы?

Есть такое состояние вещества, называемое Кварк-глюонной плазмой (КГП), которое существует только при чрезвычайно высокой температуре и плотности и описывается в рамках Квантовой ХромоДинамики. Считается, что КГП состоит из асимптотически свободных сильно взаимодействующих кварков и глюонов. Предполагается, что через несколько миллисекунд после Большого взрыва, известного как эпоха кварков, Вселенная находилась в состоянии КГП.

Кварк-глюонная плазма с температурой в 4 триллиона градусов впервые была получена экспериментально в релятивистском коллайдере тяжёлых ионов (RHIC, Брукхейвен, 2005). Максимальную температуру КГП — свыше 10 триллионов градусов, получили в ноябре 2010 года на БАК.

Время существования кварк-глюонной плазмы — миллиардные доли секунды. Она нестабильна. Её невозможно удержать. Радиоактивно распадется на стабильные частицы через адронизацию. Произведённые адроны или их продукты распадов могут быть затем обнаружены и по ним определяются термодинамические параметры КГП в том числе и температура.

Почему мы всё ещё живы? Никакой угрозы и опасности они не представляют из-за ничтожно малого их количества, получаемого на ускорителях. Кроме того, для сравнения, температура кварк-глюонной «жидкости» внутри протона более 10 млрд градусов и это у всех протонов во Вселенной, включая протоны в атомах вашего тела. Пока это никому вреда не принесло в том числе и автору вопроса. Так что можно спать спокойно.

Источник