В откачанном герметически закрытом сосуде
Опубликовано ср, 07/17/2019 – 22:35 пользователем fizportal.ru
ОСНОВЫ МКТ. Пары. Кипение. Тема 13-5
Во всех задачах этого раздела считайте атмосферное давление равным po = 1,013 × 105 Па. Для определения давления насыщенных водяных паров пользуйтесь таблицей.
13.73. В закрытом сосуде находятся воздух и капля воды массы m = 0,5 г. Объем сосуда V = 25 л, давление в нем 1,0 × 104 Па, температура T = 300 К. Каким станет давление p в сосуде, когда капля испарится? Температура остается неизменной.
13.74. В откачанном герметически закрытом сосуде объема V = 10 л находится открытая колбочка, содержащая m = 10 г воды. Сосуд прогревают при температуре t = 100 °С. Какая масса воды Δm испарится?
13.75. В объеме V1 = 20 л содержатся насыщенные пары воды при температуре t = 100 °С. Какую работу A надо совершить, чтобы изотермическим сжатием уменьшить объем паров до V2 = 10 л? Объемом воды, образовавшейся при конденсации, пренебречь.
13.76. Под колоколом насоса находится стакан, содержащий воду массы m = 200 г. Насос откачивает воздух из-под колокола со скоростью u = 50 л/мин. Через сколько времени вся вода испарится, если установившаяся под колоколом температура равна T = 280 K?
13.77. В запаянной трубке объема V = 0,40 л находится водяной пар под давлением p = 8,5 × 103 Па при температуре T = 423 K. Какое количество росы выпадет на стенках трубки при охлаждении ее до температуры T/ = 295 К?
13.78. Сосуд объема V = 20 дм3 разделен тонкой подвижной перегородкой на две части. В левую часть помещена вода ($nu_1$ = 1 моль), в правую − азот ($nu_2$ = 0,5 моль). Температура поддерживается равной T = 373 К. Определите объем правой части сосуда V.
13.79. Сосуд объема V = 120 дм3 разделен тонкой подвижной перегородкой на две части. В левую помещена вода (ν1 = 2 моль), в правую азот (ν2 = 1 моль). Температура поддерживается равной T = 373 К. Определите объем правой части сосуда V.
13.80. Под поршнем цилиндра объема V = 10 дм3 находится m = 1,9 г газообразного аммиака. Цилиндр помещен в термостат при температуре t = −57 °С. Какая масса аммиака Δm сконденсируется при сжатии газа поршнем до объема V/2? Давление насыщенного пара аммиака при t = −57 °C составляет p = 26,7 кПа. Молярная масса газообразного аммиака μ = 17 г/моль.
13.81. Под невесомым поршнем в цилиндре находится m = 1,0 кг воды при температуре t1 = 0 °C. В воду опускают кусок железа массы mo = 1,0 кг, нагретый до температуры t2 = 1100 °C. На какую высоту h поднимется поршень? Удельная теплоемкость железа c = 0,5 кДж/(кг$cdot$К). Площадь поршня S = 1000 см2. Теплоемкостью цилиндра и потерями тепла пренебречь.
13.82. В цилиндре находятся m = 18 г воды при температуре t = 0 °C; поршень сечения S = 100 см2 и массы M = 100 кг отделяет воду от атмосферы. Цилиндр нагревается до температуры t = 200 °C. На какую высоту Δh поднимется поршень?
13.83. В вертикально расположенном цилиндре под невесомым поршнем сечения S = 100 см2 находится m = 18 г насыщенного водяного пара. В цилиндр впрыскивают M = 18 г воды при температуре t = 0 °C. На какую высоту Δh опустится поршень?
13.84. В вертикально расположенном цилиндре под поршнем массы M = 10 кг находится некоторое количество воздуха, воды и водяного пара при температуре t = 100 °C. В положении равновесия поршень находится на расстоянии h = 20 см от дна цилиндра. Когда цилиндр расположили горизонтально, поршень занял новое положение равновесия, сместившись на Δh = 3,0 см от первоначального положения. Какая масса воды Δm была на дне сосуда? Площадь поршня S = 400 см2.
13.85. В откачанный сосуд объема V = 1,0 дм3 ввели водород до давления p2 = 266 гПа при температуре t = 20 °C. В другой такой же сосуд ввели кислород до давления p2 = 133 гПа при той же температуре. Оба сосуда соединили, и, после завершения переходных процессов, гремучую смесь подожгли электрическим разрядом. Определите массу Δm воды, сконденсировавшейся на стенках сосуда после его охлаждения до первоначальной температуры.
13.86. Запаянный сосуд заполнен смесью водорода и кислорода при температуре T1 = 300 K и давлении po = 1,0 × 105 Па. Парциальные давления компонентов смеси одинаковы. В сосуде происходит взрыв. Определите давление p внутри сосуда после того, как температура продуктов реакции станет равной T2 = 373 К.
13.87. Запаянный сосуд заполнен смесью водорода и кислорода при температуре T1 = 300 К и давлении po = 1,0 МПа. Парциальные давления компонентов смеси одинаковы. В сосуде происходит взрыв. Определите давление p внутри сосуда после того, как температура продуктов реакции станет равной T2 = 373 К.
Источник
Опубликовано ср, 07/17/2019 – 22:35 пользователем fizportal.ru
ОСНОВЫ МКТ. Пары. Кипение. Тема 13-5
Во всех задачах этого раздела считайте атмосферное давление равным po = 1,013 × 105 Па. Для определения давления насыщенных водяных паров пользуйтесь таблицей.
13.73. В закрытом сосуде находятся воздух и капля воды массы m = 0,5 г. Объем сосуда V = 25 л, давление в нем 1,0 × 104 Па, температура T = 300 К. Каким станет давление p в сосуде, когда капля испарится? Температура остается неизменной.
13.74. В откачанном герметически закрытом сосуде объема V = 10 л находится открытая колбочка, содержащая m = 10 г воды. Сосуд прогревают при температуре t = 100 °С. Какая масса воды Δm испарится?
13.75. В объеме V1 = 20 л содержатся насыщенные пары воды при температуре t = 100 °С. Какую работу A надо совершить, чтобы изотермическим сжатием уменьшить объем паров до V2 = 10 л? Объемом воды, образовавшейся при конденсации, пренебречь.
13.76. Под колоколом насоса находится стакан, содержащий воду массы m = 200 г. Насос откачивает воздух из-под колокола со скоростью u = 50 л/мин. Через сколько времени вся вода испарится, если установившаяся под колоколом температура равна T = 280 K?
13.77. В запаянной трубке объема V = 0,40 л находится водяной пар под давлением p = 8,5 × 103 Па при температуре T = 423 K. Какое количество росы выпадет на стенках трубки при охлаждении ее до температуры T/ = 295 К?
13.78. Сосуд объема V = 20 дм3 разделен тонкой подвижной перегородкой на две части. В левую часть помещена вода ($nu_1$ = 1 моль), в правую − азот ($nu_2$ = 0,5 моль). Температура поддерживается равной T = 373 К. Определите объем правой части сосуда V.
13.79. Сосуд объема V = 120 дм3 разделен тонкой подвижной перегородкой на две части. В левую помещена вода (ν1 = 2 моль), в правую азот (ν2 = 1 моль). Температура поддерживается равной T = 373 К. Определите объем правой части сосуда V.
13.80. Под поршнем цилиндра объема V = 10 дм3 находится m = 1,9 г газообразного аммиака. Цилиндр помещен в термостат при температуре t = −57 °С. Какая масса аммиака Δm сконденсируется при сжатии газа поршнем до объема V/2? Давление насыщенного пара аммиака при t = −57 °C составляет p = 26,7 кПа. Молярная масса газообразного аммиака μ = 17 г/моль.
13.81. Под невесомым поршнем в цилиндре находится m = 1,0 кг воды при температуре t1 = 0 °C. В воду опускают кусок железа массы mo = 1,0 кг, нагретый до температуры t2 = 1100 °C. На какую высоту h поднимется поршень? Удельная теплоемкость железа c = 0,5 кДж/(кг$cdot$К). Площадь поршня S = 1000 см2. Теплоемкостью цилиндра и потерями тепла пренебречь.
13.82. В цилиндре находятся m = 18 г воды при температуре t = 0 °C; поршень сечения S = 100 см2 и массы M = 100 кг отделяет воду от атмосферы. Цилиндр нагревается до температуры t = 200 °C. На какую высоту Δh поднимется поршень?
13.83. В вертикально расположенном цилиндре под невесомым поршнем сечения S = 100 см2 находится m = 18 г насыщенного водяного пара. В цилиндр впрыскивают M = 18 г воды при температуре t = 0 °C. На какую высоту Δh опустится поршень?
13.84. В вертикально расположенном цилиндре под поршнем массы M = 10 кг находится некоторое количество воздуха, воды и водяного пара при температуре t = 100 °C. В положении равновесия поршень находится на расстоянии h = 20 см от дна цилиндра. Когда цилиндр расположили горизонтально, поршень занял новое положение равновесия, сместившись на Δh = 3,0 см от первоначального положения. Какая масса воды Δm была на дне сосуда? Площадь поршня S = 400 см2.
13.85. В откачанный сосуд объема V = 1,0 дм3 ввели водород до давления p2 = 266 гПа при температуре t = 20 °C. В другой такой же сосуд ввели кислород до давления p2 = 133 гПа при той же температуре. Оба сосуда соединили, и, после завершения переходных процессов, гремучую смесь подожгли электрическим разрядом. Определите массу Δm воды, сконденсировавшейся на стенках сосуда после его охлаждения до первоначальной температуры.
13.86. Запаянный сосуд заполнен смесью водорода и кислорода при температуре T1 = 300 K и давлении po = 1,0 × 105 Па. Парциальные давления компонентов смеси одинаковы. В сосуде происходит взрыв. Определите давление p внутри сосуда после того, как температура продуктов реакции станет равной T2 = 373 К.
13.87. Запаянный сосуд заполнен смесью водорода и кислорода при температуре T1 = 300 К и давлении po = 1,0 МПа. Парциальные давления компонентов смеси одинаковы. В сосуде происходит взрыв. Определите давление p внутри сосуда после того, как температура продуктов реакции станет равной T2 = 373 К.
Источник
Опубликовано ср, 07/17/2019 – 21:52 пользователем fizportal.ru
ОСНОВЫ МКТ. Газовые законы. Тема 13-2
Во всех задачах настоящего раздела считайте газ идеальным.
13.22. Кислород массы m = 10 г находится под давлением 3,0 × 105 Па, занимая объем V = 10 л. Найдите температуру газа T.
13.23. Каков объем V одного моля идеального газа при давлении 1,0 × 105 Па и температуре t = 27 °С?
13.24. Определите изменение m массы гелия, находящегося в баллоне объема V = 0,25 м3 под давлением 1,0 МПа при температуре t = 20 °С, если после ухода части газа из баллона давление стало равным 0,1 МПа, а температура упала до 10 °C.
13.25. Определите плотность $rho$ водорода при температуре 15 °C и давлении p = 98 кПа.
13.26. Плотность некоторого газа при температуре t = 10 °C и давлении 2,0 × 105 Па составляет $rho$ = 0,34 кг/м3. Определите молярную массу этого газа.
13.27. Газ массы m = 12,0 г занимает объем V = 6 л при температуре t1 = 180 °C. При какой температуре T2 плотность этого газа будет составлять &ro; = 6,0 кг/м3, если давление газа постоянно?
13.28. Какая масса воздуха Δm выйдет из комнаты объема V = 50 м3 при повышении температуры от T1 = 250 до T2 = 300 K при нормальном атмосферном давлении po = 0,1 МПа? Молярная масса воздуха μ = 29 г/моль.
13.29. Какое число n качаний должен сделать поршневой насос, чтобы в баллоне объема V = 30 л увеличить давление воздуха от атмосферного po = 0,1 МПа до p = 0,2 МПа? Площадь поршня насоса S = 15 см2, ход поршня L = 30 см. Утечкой газа пренебречь. Температуру воздуха считать постоянной.
13.30. Какое число n качаний должен сделать поршневой насос, чтобы в сосуде объема Vo уменьшить давление от po до p? Объем рабочей камеры насоса равен V.
Ответ
n = lg(p/po)/(lg(Vo/(Vo + V))
13.31. Посередине откачанной и запаянной с обоих концов горизонтальной трубки длины L = 1,0 м находится столбик ртути длины h = 20 см. Если трубку поставить вертикально, столбик ртути сместится на x = 10 см. До какого давления p была откачана трубка? Плотность ртути $rho$ = 1,36 × 104 кг/м3.
13.32. Открытую стеклянную трубку длины L = 1,0 м, держа вертикально, наполовину погружают в ртуть. Затем трубку герметично закрывают сверху и вынимают. Какова длина L1 столбика ртути, оставшегося в трубке? Атмосферное давление H = 750 мм рт. ст.
13.33. Объем пузырька воздуха по мере его подъема со дна озера на поверхность увеличивается в n раз. Какова глубина озера? Изменением температуры с глубиной пренебречь. Атмосферное давление po.
Ответ
13.34. В вертикально расположенном цилиндре постоянного сечения под невесомым подвижным поршнем находится воздух. На поршень ставят гирю массы m = 10 кг. На какое расстояние x сместится поршень, если температура воздуха в цилиндре поддерживается постоянной? Атмосферное давление po = 0,1 МПа, площадь поршня S = 100 см2. Вначале поршень находился на высоте h = 100 см от дна цилиндра.
13.35. Сосуд разделен подвижным теплонепроницаемым поршнем на две части, имеющие объемы: левая – V/3 и правая – 2V/3 и содержащие газ с температурой T. До какой температуры T2 нужно нагреть газ в левой части сосуда, чтобы соотношение объемов сменилось на обратное? Температура правой части сосуда поддерживается постоянной.
13.36. До какой температуры T2 следует нагреть газ изобарно, чтобы его плотность уменьшилась в два раза по сравнению с его плотностью при температуре 0 °С?
13.37. 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.
13.38. 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?
13.39. При нагревании газа при постоянном объеме на 1 К давление увеличилось на 0,2 %. При какой начальной температуре (в °С) находился газ?
13.40. 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?
13.41. Объем цилиндра поршневого насоса равен объему откачиваемого сосуда. Чему будет равно давление в сосуде после 5 ходов поршня насоса? Начальное давление в сосуде равнялось 10 Па. Температура постоянна.
13.42. 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.
Источник
(Все задачи по молекулярно-кинетической теории и ответы к ним находятся в zip-архиве (290 кб), который можно скачать и открыть на своем компьютере. Попробуйте решить задачи самостоятельно и только потом сравнивать свои ответы с нашими. Желаем успехов!)
31.1. При сжатии объем газа уменьшился от 7 л до 4 л. При этом давление его возросло на 1,2 атм. Определить начальное давление газа, если T = const. [1,6 атм]
31.2. С какой глубины всплывал пузырек воздуха, если за время всплытия его объем увеличился в 3 раза? T = const. [20 м]
31.3. Из цилиндрической, запаянной с одного конца, трубки частично откачали воздух. При опускании ее открытым концом в ртуть, ртуть поднялась на высоту 68 см. До какого давления откачали трубку? Длина трубки 75 см, атмосферное давление 750 мм рт. ст. [870 Па]
31.4. Два баллона соединены трубкой с краном. В первом баллоне объемом V1 = 1 л находится газ при давлении p1 = 1 атм. Во втором (объем V2 = 3 л) газ при давлении p2 = 0,6 атм. Какое установится давление, если кран открыть? T = const. [ 0.7 атм]
31.5. В узкой трубке, запаянной с одного конца, находится столбик ртути длиной l = 15 см. Когда трубка горизонтальна объем воздуха, запертого в трубке столбиком ртути, равен V1 = 240 мм3. Когда трубку ставят вертикально открытым концом вверх, объем этого воздуха V2 = 200 мм3. Найти атмосферное давление. [99 750 Па]
31.6. В закрытой частично откачанной трубке находится столбик ртути длиной l = 3 см. Если трубка горизонтальна, то объемы воздуха слева и справа от ртути равны. Если трубка вертикальна, то верхний объем вдвое больше нижнего. До какого давления откачали трубку? [5400 Па]
31.7. Посередине закрытой частично откачанной трубки, лежащей горизонтально, находится столбик ртути длиной l = 20 см. Длина трубки L = 1 м. Если трубку поставить вертикально, то столбик ртути передвинется на Δl = 10 см. До какого давления откачали трубку? [ ≅ 5×104 Па]
31.8. В U-образной трубке, закрытой с одного конца, находится ртуть. Уровни ртути в обоих коленах одинаковы, высота столбика воздуха в закрытом колене равна l1 = 20 см (рис.). Атмосферное давление — 76 см рт. ст. Часть ртути через кран выливают и уровень ртути в открытом колене понизился на 58 см. На сколько понизился уровень ртути в закрытом колене? [20 см]
31.9. В вертикальном цилиндре под поршнем площадью S находится ν молей газа. При повышении температуры газа на ΔT его объем увеличился на ΔV. Найти массу поршня. Атмосферное давление pA, трения нет. [смотрите ответ в общем файле темы]
31.10. По цилиндрической печной трубе поднимается дым. В нижней части трубы дым имеет температуру t1 = 700° С и скорость v1 = 5 м/с. Какова его скорость в верхней части трубы, где температура равна t2 = 200° С? [ ≅ 31.4 м/с]
31.11. Трубка, запаянная с одного конца, погружена открытым концом в ртуть. При этом уровень ртути в трубке на 5 см выше чем снаружи. Длина трубки, не занятая ртутью, — 50 см. На сколько градусов необходимо поднять температуру воздуха, чтобы уровень ртути в трубке опустился до уровня снаружи? Начальная температура 17° С. Атмосферное давление нормальное. [51,5 K]
31.12. Два одинаковых шара соединены тонкой горизонтальной трубкой в которой находится капелька ртути. При 0° С капелька ртути находится посередине трубки. Объем воздуха в каждом шаре и трубке до капельки равен 200 см3, площадь сечения трубки 20 мм2. На какое расстояние передвинется капелька, если один шар нагреть на 2° С, а другой охладить на 2° С? [≅ 7,3 см]
31.13. Два сосуда с одинаковым газом соединены трубкой с краном. В первом сосуде плотность газа равна p1, во втором – p2. Объем первого сосуда в n раз больше объема второго. Какой станет плотность газа, если кран открыть? [смотрите ответ в общем файле темы]
31.14. В вертикальном цилиндрическом сосуде под тяжелым поршнем находится идеальный газ массой m и молярной массой М. Поршень связан с дном сосуда пружиной жесткости k. При температуре T1 поршень находится на высоте h1 от дна. При какой температуре поршень будет на высоте h2? [смотрите ответ в общем файле темы]
31.15. В запаянной с одного конца трубке находится небольшая капелька ртути. Трубка расположена горизонтально и капелька находится вблизи от крытого конца. Трубку начинают медленно раскручивать вокруг вертикальной оси, проходящей через открытый конец. При некоторой угловой скорости вращения расстояние от оси вращения до капельки равно l/2 (l — длина трубки ). Каким будет расстояние от оси до капельки, если угловую скорость удвоить? Температура постоянна. [ (7/8)l ]
31.16. Некоторое количество водорода находится в закрытом сосуде при температуре 200 К и давлении 400 Па. Газ нагрели до такой температуры, что его молекулы практически полностью распались на атомы. При этом давление газа стало равно 40 кПа. Во сколько раз при этом возросла средняя квадратичная скорость движения частиц газа? [10]
31.17. В вертикальном цилиндрическом сосуде под подвижным поршнем находится 2 моля гелия и 1 моль молекулярного водорода. Температуру смеси увеличивают в два раза. При этом весь водород распадается на атомы. Во сколько раз увеличивается объем газа под поршнем? [8/3, к задаче есть решение]
31.18. В объеме Vo при температуре To и давлении p находится воздух, содержащий некоторое количество озона O3. Озон постепенно превратился в молекулярный кислород O2 и при том же давлении температура воздуха стала равна T, а объем – V. Найти начальное число молей озона. [смотрите ответ в общем файле темы]
31.19. Тонкостенный стакан массой m кладут на поверхность воды дном вниз и он плавает, погрузившись в воду ровно наполовину. Какая часть стакана будет высовываться из воды, если его положить на воду дном вверх? Площадь дна стакана равна S, атмосферное давление – pA. [смотрите ответ в общем файле темы]
31.20. Тонкостенный стакан кладут на поверхность воды дном вниз и он погружается ровно наполовину. На какую глубину его нужно погрузить в воду дном вверх, чтобы он уже не всплыл? Атмосферное давление PA = 105 Па, плотность воды ρ = 103 кг/м3. Размерами стакана пренебречь. [10 м]
31.21. Горизонтальный цилиндрический герметичный сосуд длины L разделен на три равные части двумя подвижными поршнями. Первоначально температура везде одинакова и равна To (рис.). На какое расстояние передвинутся поршни, если температуру в левой части сосуда поднять до значения T, а в остальных частях поддерживать равной To? Трения нет. [смотрите ответ в общем файле темы]
31.22. В вертикально стоящий цилиндрический сосуд с площадью дна S вставлен поршень, масса которого равна массе сосуда. В свободном состоянии поршень находится на половине высоты сосуда. Поршень начинают медленно поднимать вверх (рис.). При каком значении массы сосуда и поршня сосуд тоже начнет подниматься? Атмосферное давление pA, трения нет, температура постоянна. [смотрите ответ в общем файле темы]
31.23. На рис. представлен замкнутый процесс, проведенный с идеальным газом. Температуры в точках 1 и 3 были равны: T1 = 300 К и T3 = 400 К. Какая температура была в точке 2? Масса газа постоянна. [ ≅ 346 К ]
31.24. Полагая, что воздух состоит из кислорода и азота, определить процентное содержание этих газов в воздухе. Молярная масса воздуха равна 29 г/моль. [ xк ≅ 0.276; xа ≅ 0.724 ]
31.25. Два одинаковых баллона соединены трубкой с клапаном, пропускающим газ из одного баллона в другой при разности давлений Δp > 1,1 атм. Сначала в одном баллоне был вакуум, а в другом – идеальный газ при температуре t1 = 27° С и давлении p1 = 1 атм. Затем оба баллона нагрели до температуры t2 = 107° С. Найти давление в баллоне, где был вакуум. [ 10 кПа]
31.26. Сосуд объемом V = 20 л содержит смесь водорода и гелия при температуре t = 20° С и давлении p = 2 атм. Масса смеси m = 5 г. Найти отношение массы водорода к массе гелия в смеси. [0,5]
31.27. В сосуде находится смесь: m1 = 7 г азота и m2 = 11 г углекислого газа при температуре Т = 290 К и давлении p = 1 атм. Найти плотность этой смеси. [ ρ = 1.5 кг/м3]
31.28. В баллоне объемом V = 7,5 л при температуре T = 300 K находится смесь идеальных газов: ν1 = 0,1 моля кислорода, ν2 = 0,2 моля азота и ν3 = 0,3 моля углекислого газа. Найти давление и среднюю молярную массу смеси. [p = 2×105; M = 36,7 г/моль]
31.29. Внутри вертикального закрытого цилиндрического сосуда находится массивный поршень. Над поршнем и под поршнем находятся одинаковые массы одинакового газа. Сначала температура везде равна To, а отношение объемов под и над поршнем равно 1:31. Газ под поршнем нагревают, поддерживая температуру над поршнем постоянной. До какой температуры надо нагреть газ под поршнем чтобы отношение объемов поменялось на противоположное? Трения нет. [T = 3To]
31.30. В вертикальном закрытом цилиндре находится массивный поршень, по обе стороны которого находится по одному молю воздуха. При Т1 = 300 K отношение верхнего объема к нижнему равно α1 = 4. При какой температуре это отношение станет α2 = 3? Трения нет. [ ≅ 420 К ]
31.31. Две горизонтальные цилиндрические трубы, имеющие площади сечения S1 и S2, соединены вместе и закрыты поршнями. Поршни соединены жестким стержнем (рис.). Вначале давление во всех частях системы равно po, а объем между поршнями равен Vo. Затем давление в левой части системы повышается до значения p1, а в правой остается прежним. На какое расстояние переместятся поршни? Трения нет, температура постоянна. [смотрите ответ в общем файле темы]
31.32. В вертикальной трубе переменного сечения имеются два поршня, связанные тонким жестким стержнем. Между поршнями один моль идеального газа. Площадь верхнего поршня на ΔS = 10 см2 больше, чем нижнего. Общая масса поршней и стержня m = 5 кг. Атмосферное давление pA = 1 атм. (рис.). На сколько надо нагреть газ между поршнями, чтобы они переместились на l = 5 см? Трения нет. [ 0.9 К ]
31.33. В баллоне емкостью V = 10 л содержится водород при температуре t = 20° С под давлением p = 107 Па. Какую массу водорода выпустили из баллона, если при полном сгорании оставшегося водорода образовалось m = 50 г воды? [ ≅ 77 г]
31.34. Камера заполняется смесью водорода и кислорода при температуре to = 27° С. Парциальные давления газов одинаковые. Камера герметизируется и производится взрыв. Сразу после взрыва давление в камере оказывается вдвое больше начального. Какова температура в камере в этот момент? [ 800 К]
31.35. В тепловом процессе объем идеального газа изменяется по закону V = βp (β = const). Во сколько раз изменится давление при уменьшении температуры от T1 = 450 К до Т2 = 200 К? [ 1.5]
31.36. Планету радиусом r и массой m окружает равноплотная атмосфера, состоящая из газа с молярной массой M. Какова температура атмосферы на поверхности планеты, если высота атмосферы равна h? [смотрите ответ в общем файле темы]
31.37. Сферическая оболочка воздушного шара сделана из материала с поверхностной плотностью σ = 1 кг/м2 . Шар наполнен гелием. Условия внутри и снаружи нормальные. При каком минимальном радиусе шар сможет поднять сам себя? [ ≅ 31.7 м]
31.38. Два одинаковых сосуда соединены тонкой трубкой. Система наполнена газом под давлением po. Во сколько раз необходимо изменить температуру в одном из сосудов, чтобы давление во всей системе стало равно p? Температура в другом сосуде поддерживается неизменной. [смотрите ответ в общем файле темы]
31.39. В вертикальном цилиндре под поршнем находится идеальный газ. Для того, чтобы уменьшить объем газа в n раз, на поршень надо положить груз массой m. Какой груз надо положить, чтобы уменьшить объем в k раз? Температура постоянна, трения нет. [смотрите ответ в общем файле темы]
31.40. Для того, чтобы изотермически уменьшить объем газа под поршнем в n раз, на поршень надо положить груз массой m. Какой груз еще надо положить на поршень, чтобы объем газа уменьшился еще в k раз? Трения нет. [смотрите ответ в общем файле темы]
31.41. Посередине горизонтального закрытого цилиндра длиной l и площадью сечения S находится тонкий поршень массой m. Слева и справа от поршня идеальный газ под давлением p. Определить период малых колебаний поршня. Трения нет, температура постоянна. [смотрите ответ в общем файле темы]
31.42. В земной атмосфере на высоте h = 120 км температура t = 59° С. Вблизи этой высоты при подъеме на Δh = 1 км давление падает на α = 7 %, а плотность на β = 12 %. Определить температуру на высоте h1 = 121 км. [ 350 К]
31.43. В вертикальном цилиндре под поршнем сечением S и массой m находится воздух. На поршне находится груз. Определить массу груза, если после его снятия объем газа под поршнем увеличивается вдвое, а абсолютная температура уменьшается вдвое. Атмосферное давление po. [смотрите ответ в общем файле темы]
31.44. Сосуд объемом V = 30 л разделен на три равные части неподвижными тонкими перегородками. В левую часть вводят m1 = 30 г водорода, в среднюю – m2 = 160 г кислорода, а в правую – m3 = 70 г азота (рис.). Левая перегородка проницаема для водорода, а правая – для водорода и азота. Какое давление установится во всех частях системы при температуре T = 300 K? [p1 ≅ 1,3×109 Па; p2 ≅ 4,5×109 Па; p3 ≅ 2×109 Па]
31.45. Оболочка аэростата имеет постоянный объем и в нижней части сообщается с атмосферой. Аэростат частично заполняют гелием, а оставшуюся часть объема оболочки занимает воздух. Как изменяется подъемная сила аэростата в зависимости от высоты подъема? Считать, что за время подъема гелий и воздух не перемешиваются. [смотрите ответ в общем файле темы]
31.46. Закрытый вертикальный цилиндрический сосуд объемом V заполнен азотом при температуре T. Разность сил давления газа на дно и крышку сосуда при этом равна ΔF. Каким будет давление в сосуде в состоянии невесомости? [смотрите ответ в общем файле темы]
31.47. Сколько ходов должен сделать поршень откачивающего насоса, чтобы откачать воздух из сосуда емкостью V1 = 2 л от давления p1 = 105 Па до давления p2 = 10 Па, если емкость цилиндра насоса равна V2 = 40 см3? [465]
31.48. В сосуде постоянного объема находятся 1 моль неона и 2 моля водорода. При температуре T1 = 300 K, когда весь водород молекулярный, давление в сосуде равно 105 Па. При температуре T2 = 3000 K давление взросло до 1,5×106 Па. Какая часть молекул водорода диссоциировала на атомы? [0,75]
31.49. Закрытый цилиндрический сосуд с газом разделен подвижным поршнем и стоит вертикально на горизонтальной подставке. Масса сосуда m, масса поршня M. Подставку из-под сосуда мгновенно убирают. С каким ускорением начинает падать сосуд? Трения нет. [смотрите ответ в общем файле темы]
Источник