В горизонтальном цилиндрическом неподвижном сосуде

Термодинамика (Прочитано 3118 раз)

maksimm

Недавно зарегистрировавшийся

Вне Форума

Сообщений: 3

Термодинамика
19.02.14 :: 19:39:26

 

Помогите пожалуйста с задачей
В горизонтальном неподвижном цилиндрическом сосуде, закрытом поршнем массой m,находится один моль газа. Газ нагревают. Поршень, двигаясь равноускоренно, приобретает скорость v. Найти количество тепла, сообщенное газу. Внутренняя энергия моля газа U=cT. Теплоемкостью сосуда и поршня, а также внешним давлением пренебречь.
Ответ: Q=0,5mv^2(1+c/R)

Наверх

IP записан
 

E-Eater

Модератор темы

Вне Форума

Сообщений: 21970
Москва
Пол:

Re: Термодинамика
Ответ #1 – 19.02.14 :: 19:40:36

 

Как вы сами пытались решить? Что не получилось?

Наверх

I’ve missed my chance. You think too highly of me, my friend.

WWW
 

IP записан
 

maksimm

Недавно зарегистрировавшийся

Вне Форума

Сообщений: 3

Re: Термодинамика
Ответ #2 – 19.02.14 :: 19:56:41

 

Как я рассуждал
Основа -первый закон термодинамики
Q=A+ΔU
В нашем случае совершается работа по перемещению поршня, т.е.
A=mgh, h=v^2/2g,сл-но A=mv^2/2
Газ нагревают, сл-но ΔU=(сT1-cT2)
Q=A+ΔU=mv^2/2+(сT1-cT2), а дальше не разберусь…

Наверх

IP записан
 

maksimm

Недавно зарегистрировавшийся

Вне Форума

Сообщений: 3

Re: Термодинамика
Ответ #3 – 19.02.14 :: 20:41:19

 

Решил, но не знаю правильно ли
С др стороны A=pΔV (1),
применяя ур-ие Менделеева-Клапейрона,выр-ие (1) примет вид
А=νR(T2-T1),  (2)
т.к. по условию ν=1 (1 моль газа), то
А=R(T2-T1) (3)
Приравнивая работы A1=mv^2/2 и А2=R(T2-T1), получим
(T2-T1)=(mv^2)/(2R) (4)
Подставляя (4) в ранее полученное выражение для Q:
Q=A+ΔU=mv^2/2+(сT1-cT2)=
mv^2/2+с(T2-T1)=mv^2/2+с(mv^2)/(2R)=mv^2/2(1+c/R)
Правильно???

Наверх

« Последняя редакция: 19.02.14 :: 22:46:32 от maksimm »  

IP записан
 

Дробышев

Ветеран форума

Вне Форума

Сообщений: 5515

Пол:

Re: Термодинамика
Ответ #4 – 20.02.14 :: 07:26:35

 

Внешнее давление нулевое, давление газа постоянно и равно (тем самым обеспечивается постоянная сила, действующая на поршень, и его равноускоренное движение). Работа газа идет на изменение кинетической энергии поршня:

,

где – изменение объема. С другой стороны, согласно уравнению Менделеева-Клапейрона для моля газа

.

Таким образом,

.

Тогда изменение внутренней энергии моля газа

.

По 1-му закону термодинамики кол-во теплоты, подведенное к газу, есть

.

Наверх

IP записан
 

77pp

Завсегдатай форума

Вне Форума

Сообщений: 1923

Re: Термодинамика
Ответ #6 – 20.02.14 :: 23:24:37

 

blacker писал(а) 20.02.14 :: 23:19:27:

списать готовое решение задачи – ума не надо.
Ум нужен для ответа на вопрос по существу.
Вы немного запутались позиционно – здесь не сдача контрольной, а форум.
Я жду ответ.

Я? Это к ТС вопросы. Там, походу, конкурс у них какой-то, потыркайте ихний сайт. Даже турнирная таблица есть. Вот ТС решил так, по легкому, решения на физ.форуме поспрашивать)) И, в самом деле, если бы вы не придирались к постановке задачи, никто бы и не заметил.

Наверх

IP записан
 

E-Eater

Модератор темы

Вне Форума

Сообщений: 21970
Москва
Пол:

Re: Термодинамика
Ответ #7 – 21.02.14 :: 08:14:56

 

blacker писал(а) 20.02.14 :: 23:22:18:

E-Eater, вам много проще просто забанить меня – вы же понимаете, что я прав.

Вы и так здесь забанены – забыли?

Наверх

I’ve missed my chance. You think too highly of me, my friend.

WWW
 

IP записан
 

peregoudovd

Модератор темы

Вне Форума

альт. наука= невежество+
глупость+ конспирология

Сообщений: 10295
Москва
Пол:

Re: Термодинамика
Ответ #8 – 21.02.14 :: 10:45:27

 

Таки да, Кравченко забанен навечно. Его посты удалил, а тему следует прикрыть: нечего двоечников халявой баловать.

Наверх

В теории относительности нет ошибок, есть люди, которым кажется, что ошибки есть
Увы, для тупых везде тупик. Но это их тупик, а не тупик науки… (c) Issam
У альта нет ни ума, ни совести

IP записан
 

Источник

Задача по физике – 6334

В горизонтально закрепленной, открытой с торцов трубе сечения $S$ находятся два поршня. В исходном состоянии левый поршень соединен недеформированной пружиной жесткости $xi$ со стенкой, давление газа $p_{0}$ между поршнями равно атмосферному, расстояние $l$ от правого поршня до края трубы равно расстоянию между поршнями (рис.). Правый поршень медленно вытянули до края трубы. Какую силу надо приложить к поршню, чтобы удерживать его в этом положении? Температуру газа считать постоянной. Трением пренебречь.

В горизонтальном цилиндрическом неподвижном сосуде


Подробнее

Задача по физике – 6335

Цилиндрическая камера длины $2l$ с поршнем, площадь сечения которого равна $S$, может двигаться по горизонтальной плоскости с коэффициентом трения $k$ (рис.). Слева от поршня, расположенного в центре камеры, находится газ при температуре $T_{0}$ и давлении $p_{0}$. Между неподвижной стенкой и поршнем помещена пружина жесткости $xi$. Во сколько раз нужно увеличить температуру газа слева от поршня, чтобы объем этого газа удвоился, если трением между камерой и поршнем можно пренебречь? Масса камеры и поршня равна $m$. Наружное давление равно $p_{0}$.

В горизонтальном цилиндрическом неподвижном сосуде


Подробнее

Задача по физике – 6336

В цилиндрической трубе на расстояниях $L$ и $2L$ от закрытого торца находятся два поршня, которые могут перемещаться без трения (рис.). В левом отсеке находятся пары воды при давлении $p$, а в правом — воздух при том же давлении. Давление насыщенных паров воды равно $2p$. Правый поршень медленно вдвинули на расстояние $l$. На какое расстояние сдвинется левый поршень? Температуру паров воды и воздуха считать постоянной.

В горизонтальном цилиндрическом неподвижном сосуде


Подробнее

Задача по физике – 6337

Один моль идеального газа участвует в некотором процессе, изображенном в р,V-координатах (рис.). Продолжения отрезков прямых 1—2 и 3—4 проходят через начало координат, а кривые 1—4 и 2—3 являются изотермами. Изобразить этот процесс в Т, V -координатах и найти объем $V_{3}$, если известны объемы $V_{1}$ и $V_{2} = V_{4}$.

В горизонтальном цилиндрическом неподвижном сосуде


Подробнее

Задача по физике – 6338

В двух одинаковых колбах, соединенных трубкой, перекрытой краном, находится воздух при одинаковой температуре $T_{1} = T_{2}$ и разных давлениях. После того как кран открыли, часть воздуха перешла из одной колбы в другую. Через некоторое время давления в колбах сравнялись, движение газа прекратилось и температура в одной из колб стала равной $T_{1}$. Какой будет температура в другой колбе в этот момент? Внутренняя энергия одного моля воздуха $U=cT$. Объемом соединительной трубки пренебречь. Теплообмен со стенками не учитывать.

Читайте также:  Для укрепления сосудов что попить


Подробнее

Задача по физике – 6339

Два цилиндра одинаковой длины $l$ и с площадью сечений: левого, равной $S$, и правого, равной $alpha S$ (рис.), соединены между собой. Посредине каждого цилиндра находятся поршни, соединенные жестким стержнем. Во всех трех отсеках системы находится идеальный газ. Давление в отсеке 1 равно $p$, а в отсеке 3 — равно $beta p$. Трение пренебрежимо мало, поршни находятся в равновесии. К системе подвели количество теплоты $Q$ так, что температура возросла, оставаясь во всех отсеках одинаковой. Определить изменение давления в отсеке 1. Внутренняя энергия одного моля газа равна $cT$. Теплоемкостью цилиндров и поршней пренебречь.

В горизонтальном цилиндрическом неподвижном сосуде


Подробнее

Задача по физике – 6340

В горизонтальном неподвижном цилиндрическом сосуде, закрытом поршнем массы $M$, находится газ. Газ нагревают. Поршень, двигаясь равноускоренно, приобретает скорость $v$. Найти количество теплоты, сообщенной газу. Внутренняя энергия моля газа $U = cT$. Теплоемкостью сосуда и поршня, а также внешним давлением пренебречь.


Подробнее

Задача по физике – 6341

В горизонтальном неподвижном цилиндрическом сосуде, закрытом поршнем массы $M$, находится газ. Газ нагревают. Поршень, двигаясь равноускоренно, приобретает скорость $v$. Найти количество теплоты, сообщенной газу. Внутренняя энергия моля газа $U = cT$. Теплоемкостью сосуда и поршня, а также внешним давлением пренебречь.


Подробнее

Задача по физике – 6382

Оценить, какую массу воды можно нагреть до кипения, если энергию, равную всей кинетической энергии молекул воздуха в учебной аудитории, передать воде, находящейся при комнатной температуре.


Подробнее

Задача по физике – 6388

Пламя горелки коптит. Если поднести сверху вертикальную стеклянную трубку, копоть пропадает, однако появляется снова, если трубку закрыть сверху. Объяснить явление.


Подробнее

Задача по физике – 6416

Найдите период малых колебаний поршня массой $m = 50 г$, разделяющего закрытый горизонтальный цилиндрический сосуд сечением $S = 100 см^{2}$ на две равные части длиной $l = 20 см$ каждая. По обе стороны от поршня находится идеальный газ при давлении $p = 100 Па$. Температуру считать постоянной, трением пренебречь.


Подробнее

Задача по физике – 6439

В теплоизолированном цилиндре, расположенном вертикально, под невесомым, не проводящим тепло поршнем, находится $nu = 1 моль$ идеального одноатомного газа при температуре $T_{1} = 300 К$. Сверху над поршнем находится ртуть, заполняющая цилиндр до открытого верхнего края. Объем газа в $n = 2$ раза больше объема ртути, давление в газе в $k = 2$ раза больше внешнего атмосферного давления. В начальный момент времени система находится в состоянии равновесия. Какое минимальное количество теплоты нужно подвести к газу, чтобы вытеснить из сосуда всю ртуть?


Подробнее

Задача по физике – 6454

В теплоизолированном сосуде находится идеальный одноатомный газ с параметрами $p_{0}, V_{0}, T_{0}$. Сверху сосуд закрыт тяжелым поршнем массой $M$ и сечением $S$. В некоторый момент времени поршень отпускают, и он начинает падать. Найдите скорость поршня в момент прохождения им равновесного положения, а также объем и температуру газа после остановки поршня.


Подробнее

Задача по физике – 6483

Можете ли вы привести правдоподобное объяснение тому факту, что некоторые вещества с повышением температуры сжимаются?


Подробнее

Задача по физике – 6484

Рассмотрите процесс замерзания воды с точки зрения первого начала термодинамики. Вспомните, что лед обладает большим объемом, чем равное ему по массе количество воды.


Подробнее

Источник

ЕГЭ по физике №30 с решением и ответами

№30 ЕГЭ по физике – примеры решения:

Задание № 1

В горизонтальном цилиндрическом сосуде, закрытом поршнем, находится одноатомный идеальный газ.
Первоначальное давление газа p1 = 4·105 Па.
Расстояние от дна сосуда до поршня равно L.
Площадь поперечного сечения поршня S = 25 см2.
В результате медленного нагревания газ получил количество теплоты Q = 1,65 кДж, а поршень сдвинулся на расстояние x = 10 см.
При движении поршня на него со стороны стенок сосуда действует сила трения величиной Fтр = 3·103 Н.
Найдите L. Считать, что сосуд находится в вакууме.

Вариант решения :

№30 ЕГЭ по физике – примеры решения:

Задание № 2

Теплоизолированный цилиндр разделён подвижным теплопроводным поршнем на две части. В одной части цилиндра находится гелий, а в другой – аргон. В начальный момент температура гелия равна 300 К, а аргона – 900 К; объёмы, занимаемые газами, одинаковы, а поршень находится в равновесии. Поршень медленно перемещается без трения. Теплоёмкость поршня и цилиндра пренебрежимо мала. Чему равно отношение внутренней энергии гелия после установления теплового равновесия к его энергии в начальный момент?

Вариант решения :

В горизонтальном цилиндрическом неподвижном сосуде

№30 ЕГЭ по физике.

Как изменится температура идеального газа, если увеличить его объем в 2 раза при осуществлении процесса, описываемого формулой pV4=const?

Решение №30 ЕГЭ по физике.

Выразим из уравнения Менделеева-Клапейрона давление p:

(1).

Подставим (1) в формулу, описывающую данный процесс:

Следовательно, при увеличении объема в 2 раза температура должна понизиться в 8 раз

№30 ЕГЭ по физике.

На рисунке изображён процесс 1-2-3-4-5, проводимый над 1 молем идеального одноатомного газа.
Вдоль оси абсцисс отложена абсолютная температура Т газа,
а вдоль оси ординат – количество теплоты Q полученное или отданное газом на соответствующем участке процесса.
После прихода в конечную точку 5 весь процесс циклически повторяется с теми же параметрами изменения величин, отложенных на осях.

,

Найдите КПД этого цикла.

Решение №30 ЕГЭ по физике.

Определим вначале тип цикла, изображённого на рисунке.

На участке 1—2 имеем , следовательно, изотермический процесс, при котором рабочее тело – газ – получает количество теплоты .

Аналогичным образом, участок 3—4 – это изотермический процесс , при котором рабочее тело отдаёт количество теплоты ,

причём . На участках 2-3 и 4-5 имеем

Таким образом, данный циклический процесс – это цикл идеальной тепловой машины, состоящий из двух изотерм и двух адиабат.
Этот цикл проводится, как видно из рисунка, между максимальной температурой

и минимальной температурой

КПД таког цикла Карно равен

Читайте также:  У грудничка лопнул сосуд в носу что делать

Ответ. КПД цикла равен .

№30 ЕГЭ по физике.

В цилиндре, закрытом подвижным поршнем, находится одноатомный газ,
который может просачиваться сквозь зазор вокруг поршня.
В опыте по изотермическому сжатию газа его объём уменьшился вдвое,
а давление газа упало в 3 раза.
Во сколько раз изменилась внутренняя энергия газа в цилиндре?
Газ считать идеальным.

Решение №30 ЕГЭ по физике.

Внутренняя энергия одноатомного идеального газа пропорциональна
его температуре и числу молей газа: U = (3/2)vRT.
Запишем уравнение Клапейрона–Менделеева:
pV = vRT
(p – давление газа, V – объём сосуда, R – газовая постоянная,
T – температура газа, v – число молей газа).
Из него видно, что произведение vT пропорционально произведению pV.
Значит, согласно условию задачи, внутренняя энергия газа
(как и произведение pV) уменьшилась в 6 раз.

Ответ. U уменьшилась в 6 раз.

№30 ЕГЭ по физике.

В горизонтальном цилиндрическом неподвижном сосуде
В горизонтальном цилиндрическом неподвижном сосуде

Часть 2 ЕГЭ по физике:      №28     №29     №30     №31     №32     №32-1

Ещё задания части 2 ЕГЭ по физике:       №28     №29     №30

      №31      №32      №32-1

Источник

1. Воздушный шар объемом 2500 м3 с массой оболочки 400 кг имеет внизу отверстие, через которое воздух в шаре нагревается горелкой. До какой минимальной температуры нужно нагреть воздух в шаре, чтобы шар взлетел вместе с грузом (корзиной и воздухоплавателем) массой 200 кг? Температура окружающего воздуха 7°С, его плотность 1,2 кг/м3. Оболочку шара считать нерастяжимой. (Решение)

2. Воздушный шар объемом 2500 м3 с массой оболочки 400 кг имеет внизу отверстие, через которое воздух в шаре нагревается горелкой. Рассчитайте максимальную массу груза, который может поднять шар, если воздух в нем нагреть до температуры 77°С. Температура окружающего воздуха 7°С, его плотность 1,2 кг/м3. Оболочку шара считать нерастяжимой. (Решение)

3.
Воздушный шар объемом 2500 м3 имеет внизу отверстие, через которое воздух в шаре нагревается горелкой. Если температура окружающего воздуха 7°С, а его плотность 1,2 кг/м3, то при нагревании воздуха в шаре до температуры 77°С шар поднимает груз с максимальной массой 200 кг. Какова масса оболочки шара? Оболочку шара считать нерастяжимой. (Решение)

4.
Воздушный шар имеет газонепроницаемую оболочку массой 400 кг и содержит 100 кг гелия. Какой груз он может удерживать в воздухе на высоте, где температура воздуха 17°С, а давление 105 Па? Считать, что оболочка шара не оказывает сопротивления изменению объема шара. (Решение)

5.
Воздушный шар с газонепроницаемой оболочкой массой 400 кг заполнен гелием. Он может удерживать в воздухе на высоте, где температура воздуха 17°С, а давление 105 Па, груз массой 225 кг. Какова масса гелия в оболочке шара? Считать, что оболочка шара не оказывает сопротивления изменению объема шара. (Решение)

В горизонтальном цилиндрическом неподвижном сосуде6. При исследовании уравнения состояния газа ученик соединил сосуд (1) объемом 150 мл с манометром (2) тонкой трубкой и опустил сосуд в горячую воду (см. рисунок). Чему равна плотность воздуха в сосуде? Начальные показания манометра равны 0 мм рт. ст. Шкала манометра и нижняя шкала барометра (3) проградуированы в мм рт. ст. Верхняя шкала барометра проградуирована в кПа. Объем измерительного механизма манометра и соединительной трубки значительно меньше 150 мл. (Решение)

7. Теплоизолированный сосуд объемом V = 2 м3 разделен пористой неподвижной перегородкой на две равные части. Атомы гелия могут свободно проникать через поры в перегородке, а атомы аргона — нет. В начальный момент в одной части сосуда находится νHe = 2 моль гелия, а в другой — νAr = 1 моль аргона. Температура гелия TНe = 300 К, а температура аргона ТAr = 600 К. Определите температуру гелия после установления равновесия в системе. (Решение)

В горизонтальном цилиндрическом неподвижном сосуде8. На рисунке представлен график изменения температуры вещества в калориметре с течением времени. Теплоемкостью калориметра и тепловыми потерями можно пренебречь и считать, что подводимая к сосуду мощность постоянна. Рассчитайте удельную теплоемкость вещества в жидком состоянии. Удельная теплота плавления вещества равна 100 кДж/кг. В начальный момент времени вещество находилось в твердом состоянии. (Решение)

9. 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
пара в сосуде? Ответ поясните.
(Решение)

10. 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
отношение массы пара к массе жидкости в сосуде? Ответ поясните. (Решение)

В горизонтальном цилиндрическом неподвижном сосуде11. В цилиндр объемом 0,5 м3 насосом закачивается воздух со скоростью 0,002 кг/с. В верхнем торце цилиндра есть отверстие, закрытое предохранительным клапаном. Клапан удерживается в закрытом состоянии стержнем, который может свободно поворачиваться вокруг оси в точке А (см. рисунок). 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. Площадь закрытого клапаном отверстия 5·10-4 м2, расстояние АВ равно 0,1 м. Температура воздуха в цилиндре и снаружи не меняется и равна 300 К. Определите длину стержня, если его можно считать невесомым.
(Решение)

12. В цилиндр объемом 0,5 м3 насосом закачивается воздух со скоростью 0,002 кг/с. В верхнем торце цилиндра есть отверстие, закрытое предохранительным клапаном. Клапан удерживается в закрытом состоянии стержнем, который может свободно поворачиваться вокруг оси в точке А (см. рисунок к зад. 11). 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. Площадь закрытого клапаном отверстия 5·10-4 м2, расстояние АВ равно 0,1 м. Температура воздуха в цилиндре и снаружи не меняется и равна 300 К. Определите длину AB. (Решение)

13. Воздушный шар имеет газонепроницаемую оболочку массой 400 кг и содержит 100 кг гелия. Какой груз он может удерживать в воздухе на высоте, где температура воздуха 17°С, а давление 105 Па? Считать, что оболочка шара не оказывает сопротивления изменению объема шара.
(Решение)

В горизонтальном цилиндрическом неподвижном сосуде
14. Воздушный шар, оболочка которого имеет массу М = 145 кг и объем V = 230 м3, наполняется горячим воздухом при нормальном атмосферном давлении и температуре окружающего воздуха t0 = 0°C. Какую минимальную температуру t должен иметь воздух внутри оболочки, чтобы шар начал подниматься? Оболочка шара нерастяжима и имеет в нижней части небольшое отверстие.

Читайте также:  Рентгеноконтрастные методы при исследовании сосудов

(Решение)

15. В высоком вертикальном цилиндрическом сосуде под тяжелым поршнем, способным перемещаться вдоль стенок сосуда практически без трения, находится некоторое количество воздуха под давлением p = 1,5 атм. Поршень находится в равновесии на высоте H1 = 20 см над дном сосуда. Определите, на какое расстояние ΔH сместится поршень, если сосуд перевернуть открытым концом вниз и дождаться установления равновесия. Считать температуру воздуха и атмосферное давление p0 = 1 атм постоянными. Массой воздуха в сосуде по сравнению с массой поршня можно пренебречь.
(Решение)

В горизонтальном цилиндрическом неподвижном сосуде16. Горизонтальный хорошо теплопроводящий цилиндр, разделённый подвижными поршнями площадью S = 100 см2 на 5 отсеков (№№ 1—5), содержит в них одинаковые количества идеального газа при температуре окружающей среды и под давлениями, равными давлению pа = 105 Па окружающей цилиндр атмосферы (см. рисунок). Каждый поршень сдвигается с места, если приложенная к нему горизонтальная сила превышает силу сухого трения Fтр = 2 Н. К самому левому поршню прикладывают горизонтальную силу F, медленно увеличивая её по модулю. Какого значения достигнет F, когда объём газа в самом правом, 5-м отсеке цилиндра уменьшится в n = 2 раза? Процессы изменения состояния газов в отсеках цилиндра считать изотермическими.
(Решение)

17. Горизонтальный хорошо теплопроводящий цилиндр, разделённый подвижными поршнями площадью S = 50 см2 на 5 отсеков (№№ 1—5), содержит в них одинаковые количества идеального газа при температуре окружающей среды и под давлениями, равными давлению pа = 105 Па окружающей цилиндр атмосферы (см. рисунок к зад 16). Каждый поршень сдвигается с места, если приложенная к нему горизонтальная сила превышает силу сухого трения Fтр = 4 Н. К самому левому поршню прикладывают горизонтальную силу F, медленно увеличивая её по модулю. Когда давление газа в самом правом, пятом отсеке цилиндра, увеличится в n = 3 раза? Процессы изменения состояния газов в отсеках цилиндра считать изотермическими.
(Решение)

18. Газ в цилиндрическом сосуде разделен на две равные части подвижным поршнем, имеющим массу m и площадь сечения S. При горизонтальном положении цилиндра давление газа в каждой половине сосуда равно p. Определить давление p1 газа над поршнем при вертикальном положении цилиндра. Температуру газа считать постоянной.
(Решение)

19. Сферическую оболочку воздушного шара делают из материала, квадратный метр которого имеет массу 1 кг. Шар наполняют гелием при атмосферном давлении 105 Па. Определите минимальную массу оболочки, при которой шар начнет поднимать сам себя. Температура гелия и окружающего воздуха одинакова и равна 0°С. (Площадь сферы S= 4πr2, объем шара V = 4/3πr3.)

(Решение)

20. В горизонтальном цилиндрическом сосуде, закрытом поршнем, находится одноатомный идеальный газ. Площадь поперечного сечения поршня S = 30 см2. Давление окружающего воздуха p = 105 Па. Трение между поршнем и стенками сосуда пренебрежимо мало. Какое количество теплоты нужно отвести от газа при его медленном охлаждении, чтобы поршень передвинулся на расстояние х = 10 см?
(Решение)

21. В горизонтальном цилиндрическом сосуде, закрытом подвижным поршнем, находится одноатомный идеальный газ. Давление окружающего воздуха р = 105 Па. Трение между поршнем и стенками сосуда пренебрежимо мало. В процессе медленного охлаждения от газа отведено количество теплоты |Q| = 75 Дж. При этом поршень передвинулся на расстояние х = 10 см. Чему равна площадь поперечного сечения поршня?
(Решение)

В горизонтальном цилиндрическом неподвижном сосуде22. В запаянной с одного конца длинной горизонтальной стеклянной трубке постоянного сечения (см. рисунок) находится столбик воздуха длиной l1 = 30,7 см, запертый столбиком ртути. Если трубку поставить вертикально отверстием вверх, то длина воздушного столбика под ртутью будет равна l2 = 23.8 см. Какова длина ртутного столбика? Атмосферное давление 747 мм рт. ст.
(Решение)

23. В водонепроницаемым 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 м, мешок всплывает вместе с прикреплённым к нему грузом массой 25,0 тонн. Определите массу воздуха в мешке в момент начала его всплывания. Температура воды раина 7°С. атмосферное давление па уровне моря равно 105 Па. Объёмом груза и стенок мешка пренебречь. Масса оболочки мешка неизвестна.
(Решение)

24. Сосуд разделен тонкой перегородкой на две части, отношение объёмов у которых V2/V1 = 3. В первой и второй частях сосуда находится воздух с относительной влажностью соответственно φ1 = 60% и φ2 = 70%. Какой будет влажность воздуха в сосуде, если перегородку убрать? Считать, что температура воздуха постоянна.(Решение)

В горизонтальном цилиндрическом неподвижном сосуде25. В металлическом сосуде под поршнем находится воздух при атмосферном давлении (см. рисунок). Сосуд имеет массу 10 кг и расположен в горизонтальном положении на поверхности стола. Поршень может скользить без трения со стенками сосуда. Массон поршня и воздуха, заключённого в сосуде, можно пренебречь. За привязанный к нему шнур поршень очень медленно тянут в горизонтальном направлении. На сколько процентов возрастёт объём воздуха под поршнем к моменту, когда сосуд начнёт скользить по столу? Коэффициент трения покоя между сосудом и поверхностью стола равен 0,5. Площадь дна поршня 105 см2. Атмосферное давление 105 Па.
(Решение)

В горизонтальном цилиндрическом неподвижном сосуде26.Один моль одноатомного идеального газа совершает процесс 1-2-3, график которого показан на рисунке в координатах р-Т. Известно, что давление газа р в процессе 1-2 увеличилось в 2 раза. Какое количество теплоты было сообщено газу в процессе 1-2-3, если его температура Т в состоянии 1 равна 300 К, а в состоянии 3 равна 900 К?
(Решение)

27. Теплоизолированный цилиндр разделён подвижным теплопроводящим поршнем на две части. В одной части цилиндра находится гелий, а в другой – аргон. В начальный момент температура гелия равна 300 К,. а аргона – 900 К. Объёмы, занимаемые газами, одинаковы, а поршень находится в равновесии. Во сколько раз изменится объём, занимаемый гелием, после установления теплового равновесия, если поршень перемешается без трения? Теплоёмкостью цилиндра н поршня пренебречь.
(Решение)

Источник