В сосуде закрытом подвижным поршнем находится в равновесии

Температуру холодильника тепловой машины Карно понизили, оставив температуру нагревателя прежней. Количество теплоты, полученное газом от нагревателя за цикл, не изменилось.

Как изменились при этом КПД тепловой машины и работа газа за цикл?

Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:

увеличилась
уменьшилась
не изменилась

Запишите в поле для ответа последовательность цифр обозначающих изменения, соответствующие физическим величинам “КПД тепловой
машины”,”Работа газа
за цикл”. Цифры в ответе могут повторяться.

Это задание решали 10 тыс. раз. С ним справились 55% пользователей.

В закрытом сосуде с жёсткими стенками находятся в равновесии друг с другом жидкая вода и её пар. Содержимое сосуда немного охлаждают. Как изменятся в результате этого плотность пара в сосуде и масса жидкой воды?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

Плотность пара в сосуде
Масса жидкой воды

увеличится
уменьшится
не изменится

Запишите в поле для ответа последовательность цифр, соответствующих пунктам АБ. Цифры в ответе могут повторяться.

Показать разбор и ответ

Указание

Для
решения
задачи
необходимо
знать
определения насыщенного пара, зависимость
давления насыщенного пара от температуры.

Решение

Так как сосуд закрыт, то над водой находится насыщенный водяной пар. Поскольку давление насыщенного пара зависит только от температуры и с уменьшением температуры уменьшается, то при охлаждении содержимого сосуда давление
пара в сосуде будет уменьшаться, причём не только вследствие понижения температуры, но и вследствие уменьшения плотности пара за счёт конденсации пара, в результате чего масса
жидкой воды будет увеличиваться. Правильный
ответ: 21.

Ответ: 21

Это задание решали 7 тыс. раз. С ним справились 52% пользователей.

В закрытом сосуде с жёсткими стенками находятся в равновесии друг с другом жидкая вода и её пар. Содержимое сосуда немного подогревают.

Как изменятся в результате этого давление пара в сосуде и масса жидкой воды?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

увеличится
уменьшится
не изменится

Запишите в поле для ответа последовательность цифр в порядке, соответствующем величинам: давление пара в сосуде, масса жидкой воды.

Цифры в ответе могут повторяться.

Показать разбор и ответ

Указание

Для решения задачи необходимо знать определения насыщенного пара, зависимость давления насыщенного пара от температуры.

Решение

Так как сосуд закрыт, то над водой находится насыщенный водяной пар. Поскольку давление насыщенного пара зависит только от температуры и с ростом температуры увеличивается, то при нагревании содержимого сосуда давление пара в сосуде будет увеличиваться, причём не только вследствие повышения температуры, но и вследствие увеличения плотности пара за счёт дополнительного испарения молекул воды с поверхности жидкости. Масса же жидкой воды будет поэтому уменьшаться.

Ответ: 12

Это задание решали 5 тыс. раз. С ним справились 59% пользователей.

В закрытом сосуде с жёсткими стенками находится моля гелия. Из сосуда выпускают половину газа и накачивают в сосуд взамен моля аргона, поддерживая температуру неизменной.

Определите, как в результате этого изменяются следующие физические величины: давление в сосуде, удельная теплоёмкость содержимого сосуда.

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

Давление в сосуде
Удельная теплоёмкость содержимого сосуда

увеличивается
уменьшается
не изменяется

Это задание решали 4 тыс. раз. С ним справились 31% пользователей.

В закрытом сосуде с жёсткими стенками находится моля аргона. Из сосуда выпускают половину газа и накачивают в сосуд взамен моля гелия, поддерживая температуру неизменной.

Определите, как в результате этого изменяются следующие физические величины: концентрация атомов газа в сосуде, удельная теплоёмкость содержимого сосуда.

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

Концентрация атомов газа в сосуде
Удельная теплоёмкость содержимого сосуда

увеличивается
уменьшается
не изменяется

Это задание решали 3 тыс. раз. С ним справились 37% пользователей.

В цилиндрическом сосуде под поршнем находится газ. Поршень не закреплён и может перемещаться в сосуде без трения (см. рисунок). Газ медленно охлаждают. Как изменятся в результате этого давление газа и концентрация его молекул?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

Давление газа
Концентрация молекул газа

увеличится
уменьшится
не изменится

Это задание решали 7 тыс. раз. С ним справились 30% пользователей.

Коэффициент полезного действия идеальной тепловой машины можно увеличить,

только уменьшив температуру нагревателя.
только увеличив температуру холодильника.
используя в качестве рабочего тела другой газ.
уменьшив температуру холодильника или увеличив температуру нагревателя.

Это задание решали 11 тыс. раз. С ним справились 59% пользователей.

Источник

С одноатомным идеальном газом проводят циклический процесс, показанный на рисунке. За цикл газ совершает работу Aц = 5 кДж. Какое количество теплоты газ получает за цикл от нагревателя? Количество вещества газа в ходе процесса остаётся неизменным.

Одноатомный идеальный газ в количестве 10 моль 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?

В сосуде закрытом подвижным поршнем находится в равновесии

Задача 17

Давление насыщенного водяного пара при температуре 40 °С приблизительно равно 6 кПа. Каково парциальное давление водяного пара
в комнате при этой температуре при относительной влажности 30%?

Дано

Pн=6 кПа ф=30% P- ?

Ф=P*100%/Pн

P=Pн*30%/100%=6*0,3=1,8 кПа

Ответ P=1,8кПа

Задача 18

Для определения удельной теплоты плавления в сосуд с водой массой 300 г и температурой 20°С стали бросать кусочки тающего льда при непрерывном помешивании. К моменту времени, когда

лед перестал таять, масса воды увеличилась на 84 г. Определите по данным опыта удельную теплоту плавления льда. Ответ выразите в кДж/кг.

Уравнения количества теплоты Q(воды)=c(воды)*m(воды)*на дельта t и Q(льда)=лямбда(удельная теплота плав. льда)*m(льда). Приравниваем их получаем 4200*0.3*20=Лямбда*0.084, выражаешь лямбда=4200*0.3*20/0.084=300000=300кДж

Задача 19

В одном сосуде находится аргон, а в другом — неон. Средние кинетические энергии теплового движения молекул газов одинаковы. Давление аргона в 2 раза больше давления неона. Чему равно отношение концентрации молекул аргона к концентрации молекул неона?

Температура — это мера средней кинетической энергии молекул идеального газа а значит, оба газа находятся при одинаковой температуре. Основное уравнение МКТ связывает макроскопические параметры (давление, объём, температура) термодинамической системы с микроскопическими (масса молекул, средняя скорость их движения) где — концентрация молекул газа.

Тогда отношение концентрации молекул аргона к концентрации молекул неона принимает значение:

Задача 20

В горизонтально расположенной трубке постоянного сечения, запаянной с одного конца, помещен столбик ртути длиной d = 15 см, который отделяет воздух в трубке от атмосферы. Трубку расположили вертикально запаянным концом вниз и нагрели на = 60 К. При этом объем, занимаемый воздухом, не изменился. Атмосферное давление = 750 мм рт.ст. Определите температуру воздуха в лаборатории.

Условие равновесия столбика ртути определяет давление воздуха в вертикальной трубке: , где — атмосферное давление. Здесь Н = 750 мм, — плотность ртути.

Поскольку нагрев воздуха в трубке происходит до температуры и объем, занимаемый воздухом, не изменился, то, согласно уравнению Клапейрона-Менделеева:

Окончательно получаем:К.

Задача 21

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. Температуру воздуха в трубке считать постоянной.

1. Когда трубка расположена горизонтально, объём воздуха и его давление равны, соответственно: , где S — площадь сечения трубки; , что вытекает из условия равновесия столбика ртути.

2. Когда трубка расположена вертикально отверстием вверх, объём закрытой части трубки и давление воздуха в ней равны, соответственно:

где ρ — плотность ртути.

3. Так как T = const, получаем: . , откуда (с учетом того, что 750 мм рт. ст. = 100 000 Па):

Задача 22

В горизонтальном цилиндре с гладкими стенками под массивным поршнем с площадью S находится одноатомный идеальный газ. Поршень соединён с основанием цилиндра пружиной. В начальном состоянии расстояние между поршнем и основанием цилиндра равно L, а давление газа в цилиндре равно внешнему атмосферному давлению p0 (см. рисунок).

Затем газу было передано количество теплоты Q, и в результате поршень медленно переместился вправо на расстояние b. Чему равна жёсткость пружины k?

В сосуде закрытом подвижным поршнем находится в равновесии

Тепло, переданное газу, идёт на изменение его внутренней энергии и на совершением им работы:

В начальном состоянии давление и объём газа равны и в конечном состоянии — и Используя уравнение Менделеева — Клапейрона для изменения внутренней энергии получаем:

Чтобы рассчитать работу, заметим, что в каждый момент времени, когда поршень сдвинут на от начального положения давление равно т. е. давление линейно зависит от объёма. Значит, на pV-диаграмме процесс расширения будет изображён отрезком прямой, а фигура под графиком будет являться трапецией, площадь которой равна

Заметим, что этот результат можно получить, посчитав работу газа как минус сумму работ пружины и внешней атмосферы

В итоге

Источник