В закрытом сосуде происходит полное сгорание кусочка угля

Сортировать по

: Дате · Названию · Рейтингу · Комментариям · Загрузкам · Просмотрам

В закрытом баллоне объемом V = 5,0 л находится смесь из m1 = 0,50 г водорода и m2 = 8,0 г кислорода при давлении p1= 2,35* 10⁵ Па. Между газами происходит реакция с образованием воды. Какое давление р установится в баллоне после охлаждения до первоначальной температуры?

В запаянной с одного конца горизонтально лежащей трубке на- находится воздух с относительной влажностью фо = 80%, отделенный от атмосферы столбиком ртути длиной I = 76 мм. Какой станет относительная влажность ф, если трубку поставить вертикально открытым концом вниз? Температура при этом не меняется, атмосферное давление рa = 760 мм рт. ст. Ртуть из трубки при переворачивании не выливается.

В кабине лифта, находящегося на верхнем этаже небоскреба, раскачивается подвешенный на нити шарик. Нить привязана к гвоздю, вбитому в стену кабины. Трос лифта обрывается, и лифт начинает падать. Опишите движение шарика относительно лифта на протяженный всего движения лифта. Учтите при этом, что сила сопротивления воздуха быстро растет с увеличением скорости.

В калориметр’, содержащий mв = 1,5 кг воды при температуре tB = 20° С,

положили mл = 1,0 кг льда, имеющего температуру tл = -10°С.

Какая температура 0 установится в калориметре?

А теперь решите задачу при: а) mл = 0,10 кг; б) mл = 8,0 кг. Остальные числовые значения в условии не изменяются. Определите в каждом случае суммарный объем вещества в калориметре после установления теплового равновесия.

В колена U – образной трубки налиты вода и спирт, разделенные ртутью (см. рисунок). Уровень ртути в обоих коленах одинаков. На высоте hо = 24 смот уровня ртути колена соединены тонкой горизонтальной трубкой с закрытым краном. Высота столба воды h1 = 40 см. Определите высоту столба спирта h2. Какое движение возникнет в жидкости после того» как откроют кран?

В комнате горит электрическая лампа мощностью P1= 100 Вт, подключенная к сети с напряжением U =220 В. Сопротивление проводов, подводящих к квартире электроэнергию, составляет Rо = 4 Ом. Как изменится напряжение на лампе, если включить’ электрокамин мощностью Р2 = 500 Вт?

В образцах урановой руды всегда содержится некоторое количество атомов тория -234, образовавшихся в результате а-распада урана -238 (период полураспада Tv* 4,5* 10⁹ лет). Торий также радиоактивен (период полураспада Тть = 24 сут). Сколько атомов тория содержится в образце урановой руды, в котором находится m = 0,5 г урана-238?

В одном из своих путешествий я открыл неизвестную доселе планету Солнечной системы. Она, как и наша Земля, имеет радиус г = 6400 км, а радиус ее круговой орбиты составляет 150 миллионов километров. Но планета движется вокруг Солнца поступательно, у нее отсутствует суточное вращение. Я обошел ее всю и при помощи карманного чувствительного динамометра с удивлением обнаружил, что ускорение свободного падения g не всюду одинаково! Объясните это явление и подсчитайте, на сколько максимальное значение g на этой планете отличается от минимального. Согласно моим точнейшим измерениям планета представляет собой однородный шар.

В открытом неглубоком сосуде находятся – одна над другой – две несмешивающиеся жидкости. При атмосферном давлении температура кипения нижней жидкости 77°С, верхней 100°С. Что можно сказать о температуре t, при которой начнется кипение в сосуде? Можно ли ее найти по приведенным в условии данным?

В плоский конденсатор длиной h = 50 мм влетает электрон под углом а = 15° к пластинам. Энергия электрона W = 1500 эВ, расстояние между пластинами d = 10 мм. При каком напряжении U1 на конденсаторе электрон вылетит параллельно пластинам конденсатора? Каким будет ответ, если длину конденсатора увеличить до l2 = 10 см?

В плоский конденсатор помещают две параллельные тонкие металлические пластины на одинаковом расстоянии друг от друга и от обкладок конденсатора (см. рисунок). На обкладки кон- конденсатора подано напряжение U, обкладка 1 заземлена.

1) Каковы потенциалы пластин 2 и 3?

2) Как изменят- изменятся потенциалы пластин и напряжен- напряженность поля во всех трех промежутках короткое время замкнуть проволокой?

3) Во сколько раз изменяется емкость конденсатора при замыкании пластин 2 и 3? Изменяются ли при этом заряды на обкладках 1 и 4?

Источник

В двух сообщающихся цилиндрических сосудах с одинаковой площадью поперечного сечения S находится вода. В один из сосудов помещен невесомый поршень, соединенный с неподвижной опорой пружиной жесткостью k ). Пространство под поршнем заполнено воздухом. При температуре воздуха в сосуде T0 расстояние между поршнем и поверхностью воды l , пружина не деформирована и поверхность воды в обоих сосудах находится на одном уровне. До какой температуры T нужнонагреть воздух в сосуде, чтобы поршень переместился в верх на расстояние x ? Атмосферное давление p0 , плотность воды ρ ,ускорение свободного падения g .Давлением водяных паров и трением при перемещении поршня пренебречь.

В длинной, расположенной горизонтально теплоизолированной трубе между двумя одинаковыми поршнями (масса каждого равна m) находится v = 1 моль одноатомного газа при температуре Tо. В начальный момент поршни сближаются, причем скорости поршней направлены в одну сторону и равны Зv и v. До какой максимальной температуры Т нагреется газ? Массой газа по. сравнению с массой поршней можно пренебречь. Поршни тепло не проводят. Трение пренебрежимо мало. Атмосферное давление не учитывать.

В закрепленном вертикальном цилиндре площадью сечения S под гладким тонким поршнем массой m находится идеальный газ.Поршень находится в равновесии посередине цилиндра. В некоторый момент поршень начинают медленно вытаскивать из цилиндра. Какое значение примет прикладываемая к поршню сила в тот момент, когда поршень достигнет верхнего края цилиндра? Температура газа остается неизменной. Атмосферное давление p0

В закрытом баллоне находится смесь из m1 = 0,50 г водорода и m2 = 8,0 г кислорода при давлении p1= 2,35 • 10⁵ Па. Между газами происходит реакция с образованием водяного пара. Какое дав- давление р установится в баллоне после охлаждения до первоначальной температуры? Конденсации пара не происходит.

В закрытом баллоне объемом V = 5,0 л находится смесь из m1 = 0,50 г водорода и m2 = 8,0 г кислорода при давлении p1= 2,35* 10⁵ Па. Между газами происходит реакция с образованием воды. Какое давление р установится в баллоне после охлаждения до первоначальной температуры?

В закрытом с одного конца цилиндрическом сосуде находятся два тонких поршня, способных перемещаться без трения и разделяющих пространство внутри сосуда на два отсека . В левом отсеке заключен водяной пар при давлении p , а в правом – воздух при том же давлении, причем длины отсеков одинаковы и равны L . Правый поршень медленно передвинули влево на расстояние l . На какое расстояние x сместится при этом левый поршень?

Температуру пара и воздуха считать постоянной. Давление насыщенного водяного пара при этой температуре равно 2 p

В закрытом цилиндрическом сосуде под невесомым поршнем находится идеальный газ . В пространстве над

поршнем создан вакуум. Поршень удерживается в равновесии пружиной, помещенной между поршнем и крышкой цилиндра,причем пружина не деформирована, если поршень располагается у дна цилиндра. Во сколько раз n возрастет объем газа, если увеличить его температуру в m = 2 раза? Толщиной поршня пренебречь.

В запаянной с одного конца горизонтально лежащей трубке на- находится воздух с относительной влажностью фо = 80%, отделенный от атмосферы столбиком ртути длиной I = 76 мм. Какой станет относительная влажность ф, если трубку поставить вертикально открытым концом вниз? Температура при этом не меняется, атмосферное давление рa = 760 мм рт. ст. Ртуть из трубки при переворачивании не выливается.

В изображенной на рис. схеме ключ K длительное время находился в положении 1. Затем этот ключ перевели в

положение 2, а потом через достаточно большой промежуток времени вновь вернули в положение 1. Найти отношение работы сторонних сил батарейки к количеству теплоты, выделившейся на резисторе r2 , в результате этих переключений. Параметры элементов схемы указаны на рисунке. Диод D считать идеальным. Индуктивностью элементов схемы пренебречь

В кабине лифта, находящегося на верхнем этаже небоскреба, раскачивается подвешенный на нити шарик. Нить привязана к гвоздю, вбитому в стену кабины. Трос лифта обрывается, и лифт начинает падать. Опишите движение шарика относительно лифта на протяженный всего движения лифта. Учтите при этом, что сила сопротивления воздуха быстро растет с увеличением скорости.

В каких областях спектра лежат длины волн, соответствующие максимуму спектральной плотности энергетической светимости, если источник света:

а) спираль электрической лампочки (Т = 3000 К);

б) поверхность Солнца (Т = 6000К);

в) атомная бомба, в которой в момент взрыва достигается температура Т=107К? Излучение считать близким к излучению абсолютно чёрного тела.

В какую сторону направлена сила Ампера, действующая на проводник с током в магнитном

поле (см. рис.)? Индукция поля направлена перпендикулярно плоскости чертежа от наблюдателя.

А) вверх

В) влево

С) вниз

D) вправо

Е) перпендикулярно плоскости чертежа к наблюдателю

В калориметр’, содержащий mв = 1,5 кг воды при температуре tB = 20° С,

положили mл = 1,0 кг льда, имеющего температуру tл = -10°С.

Какая температура 0 установится в калориметре?

А теперь решите задачу при: а) mл = 0,10 кг; б) mл = 8,0 кг. Остальные числовые значения в условии не изменяются. Определите в каждом случае суммарный объем вещества в калориметре после установления теплового равновесия.

Источник

Задача 1. Стеклянную пластинку АВ покрывают с одной стороны (В) слоем меди и подвешивают на нити. В воздухе пластинка неподвижна, но если ее поместить в газообразный хлор, пластинка поворачивается определенной стороной вперед на некоторый угол. Учитывая, что молекулы хлора поглощаются медью, а стеклом отражаются, объясните поворот пластинки.

Задача 2. Атмосферное давление обусловлено весом воздуха. Как же поддерживается нормальное давление в кабине космонавта, если воздух в кабине невесом?

Задача 3. Воздух состоит из молекул кислорода и азота. Одинакова ли средняя энергия поступательного движения молекул этих газов при данной температуре? Одинакова ли энергия вращательного движения кислорода и гелия? Одинакова ли скорость молекул?

Задача 4. Запуск искусственных спутников показал, что температура воздуха на высоте 1000 км достигает нескольких тысяч градусов. Почему спутники не сгорают?

Задача 5. После включения отопления воздух в комнате нагревается от температуры Т0 до температуры Т. Во сколько раз изменяется внутренняя энергия воздуха, содержащегося в комнате?

Задача 6. В сжатом газе взаимодействие между молекулами становится существенным. Как изменилось бы давление в сосуде с сжатым газом, если бы силы взаимодействия между молекулами внезапно исчезли?

Задача 7. В закрытом сосуде происходит полное сгорание кусочка угля с образованием углекислого газа. После этого сосуд охлаждают до первоначальной температуры. Сравните конечное давление в сосуде с начальным. Объем угля мал по сравнению с объемом сосуда. С + О2 = СО2, =р, так как число молекул не изменилось.

Задача 8. В закрытом сосуде при давлении находится смесь одного моля кислорода и двух молей водорода. Между ними проходит реакция с образованием водяного пара. Какое давление установится в сосуде после охлаждения до первоначальной температуры? Конденсация пара не происходит. 2Н2 + О2 = 2Н2О.

Ответ: .

Задача 9. Определить средние кинетические энергии поступательного движения и средние квадратичные скорости молекул кислорода и водорода при температуре 27 0С.

Ответ: <wk>=<wk>10-20Дж; <vкв>= 4,8·102; <vкв>= =1,9·103.

Задача 10. Определите средние кинетические энергии теплового движения и средние квадратичные скорости молекул азота и гелия при температуре 27 0С.

Ответ: Дж;Дж; <vкв>= = 5,14·102; <vкв>= 1,37·103.

Задачи для самостоятельного решения

Задача 1*. Для получения хорошего вакуума в стеклянном сосуде необходимо прогревать стенки сосуда при откачивании с целью удалить адсорбированный газ. Вычислить, на сколько может повыситься давление в сферическом сосуде радиусом r = 10 см, если адсорбированные молекулы перейдут со стенок в сосуд. Площадь поперечного сечения молекулы считать равной 10-15 см2, слой молекул мономолекулярный. Температура 300 К.

Ответ: р = 1,24 Па.

Задача 2. В сосуде находятся 10-10 кмоль кислорода и 10-6 г азота. Температура смеси 100 0С, давление смеси 10-3 мм рт. ст. Найти: 1) объем сосуда; 2) парциальные давления О2 и N2; 3) концентрацию молекул.

Ответ: 1) V = 3,16.10-3 м3; 2)= 0,1 Па,= 0,036 Па; 3)n = = 2,6 . 1019 м-3.

Задача 3. В сосуде объемом 2 л находится 10 г кислорода под давлением 0,9 . 105 Па. Найти: 1) среднюю квадратичную скорость молекул газа; 2) число молекул, находящихся в сосуде; 3) плотность газа.

Ответ: 1) Vкв = 230 ; 2)N = 1,9 . 1023; 3)  = 5 .

Задача 4. Найти кинетическую энергию теплового движения одной молекулы воздуха. Какую энергию имеют все молекулы, находящиеся в 1 г воздуха при температуре 15 0С?

Ответ: <wк> = 0,996 . 10-20 Дж; <Wк> = 206 Дж.

Задача 5. Молекула азота, летящая со скоростью 600 , ударяется нормально о стенку сосуда и упруго отскакивает от нее без потери скорости. Найти импульс силы, полученный стенкой сосуда за время удара.

Ответ: Ft= 5,6 . 10-23 Н.с.

Задача 6. В сосуде емкостью 4 л находится 1 г воздуха. Какое количество молекул находится в 1 см3 этого сосуда? Какое давление будет газ оказывать на стенки сосуда при температуре 27 0С?

Ответ: n = 7,5 . 1019 см-3; р = 3 . 105 Па.

Задача 7. Сколько молекул будет находиться в 1 см3 сосуда, если он откачан до разрежения, создаваемого современными лабораторными насосами (р = 1,333 . 10-9 Па). Т=273К.

Ответ: N = 3,4 . 105.

Задача 8. В сосуде находится смесь 10 г углекислого газа и 15 г азота. Найти плотность этой смеси при температуре 27 0С и давлении 1,5 . 105 Па.

Ответ:  =1,98 .

Задача 9. Найти отношение средних квадратичных скоростей молекул гелия и азота при одинаковых температурах.

Ответ: .

Задача 10. Во сколько раз средняя квадратичная скорость пылинки, взвешенной в воздухе, меньше средней квадратичной скорости молекул воздуха? Масса пылинки 10-8 г, воздух считать однородным газом, масса 1 моль воздуха 29 . 10-3.

Ответ: .

Задача 11. Средняя квадратичная скорость молекул газа 450 . Давление газа 5. 104 Па. Найти плотность газа в этих условиях.

Ответ:  = 0,74 .

Задача 12. Чему равна энергия теплового движения 20 г кислорода при температуре 10 0С? Какая часть этой энергии приходится на долю поступательного движения и какая часть на долю вращательного?

Ответ: W = 3,7 . 103 Дж;

Задача 13. Кинетическая энергия поступательного движения молекул азота, находящегося в баллоне объемом 0,02 м3, равна 5 кДж, а средняя квадратичная скорость его молекул равна 2 . 103 . Найти количество азота в баллоне и давление, под которым находится азот.

Ответ: т = 2,5 . 10-3 кг; р = 1,67 . 105 Па.

Задача 14. Какое число молекул двухатомного газа занимает объем V = 10 см3 при давлении р = 5,3 . 103 Па и температуре 27 0С? Какой энергией теплового движения обладают эти молекулы?

Ответ: N = 1,3 . 1019; U = 0,133 Дж.

Задача 15. 1. Найти среднюю квадратичную скорость молекул газа, плотность которого при давлении 750 мм рт.ст. равна 8,2.10-5 . 2. Чему равна масса одного киломоля этого газа, если плотность задана при температуре 17 0С?

Ответ: 1950 ; = 2.10-3.

Задача 16. Найти кинетическую энергию поступательного движения молекулы водяного пара при температуре t = 300 0С. Найти полную кинетическую энергию этой молекулы, а также кинетическую энергию всех молекул одного киломоля пара.

Ответ:

Задача 17. При какой температуре молекулы гелия имеют такую же среднюю квадратичную скорость, как молекулы водорода при температуре t = 15 0C?

Ответ:Т = 576 К.

Задача 18. Колба емкостью 4 л содержит некоторый газ массой 0,6 г под давлением 2 . 105 Па. Определить среднюю квадратичную скорость молекул газа. Что это за газ? (Т = 273 К).

Ответ: <Vкв> = 2000 ; = 17 . 10-3 .

Задача 19. Сколько молекул воздуха выходит из комнаты объемом 120 м3 при повышении температуры от t1 =15 0C до t2 = 25 0C? Атмосферное давление 105 Па.

Ответ: N = 0,11027.

Задача 20. Найти кинетическую энергию вращательного движения одной молекулы кислорода при температуре 13 0С, а также кинетическую энергию вращательного движения всех молекул, содержащихся в 4 г кислорода.

Ответ: <wвр> = 3,94 . 10-21 Дж; Wвр = 296 Дж.

Задача 21. Средняя длина свободного пробега молекулы углекислого газа при нормальных условиях равна 4 . 10-8 м. Какова средняя арифметическая скорость молекул? Сколько столкновений в секунду испытывает молекула?

Ответ: <V> = 362 ;Z = 9,05 . 109с-1.

Задача 22. Определить давление идеального газа, имеющего концентрацию молекул 1025м-3, если температура газа: 1) Т = 3 К; 2) Т = 1000 К.

Ответ: 1) р = 4,14 . 10-2 Па; 2) р = 1,38 . 10-5 Па.

Задача 23. Сколько молекул газа содержится в баллоне емкостью V = 20 л при температуре t = 27 0C и давлениир = 50 атм?

Ответ:N = 2,41 . 1025 молекул.

Задача 24. Определить число молей v и число N молекул газа, содержащегося в колбе емкостью V = 2,4 . 10-4 м3, если температура газа t = 20 0С и давление p = 380 мм рт. ст.

Ответ: v = 5 . 10-3 моль; N = 3 . 1021 молекул.

Задача 25. Давление газа р = 10-6 мм рт. ст., концентрация молекул n = 1015 м-3. Найти: 1) среднюю кинетическую энергию <w> поступательного движения одной молекулы; 2) температуру газа.

Ответ: <w> = 2 . 10-19 Дж; Т = 9650 К.

Задача 26. Определить среднее значение полной кинетической энергии <w> одной молекулы гелия, кислорода и водяного пара при температуре Т = 400 К.

Ответ: <w1> = 8,28 . 10-21 Дж; <w2> = 13,8 . 10-21 Дж; <w3> = = 16,6 . 10-21 Дж.

Задача 27. Баллон содержит азот массой m = 2 г при температуре t = 7 0C. Определить суммарную кинетическую энергию поступательного движения всех молекул газа.

Ответ: <W> = 250 Дж.

Задача 28. Газ занимает объем V = 2 л под давлением р = 5 атм. Определить суммарную кинетическую энергию поступательного движения молекул газа.

Ответ: W = 1,52 . 103 Дж.

Задача 29. Баллон содержит водород массой m = 10 г при температуре t = 7 0С. Определить суммарную кинетическую энергию поступательного движения и полную кинетическую энергию всех молекул газа.

Ответ: Wпост= 1,75 . 104 Дж; Uполн= 2,9 . 104 Дж.

Задача 30*. Взвешенные в воздухе мельчайшие пылинки движутся так, как если бы они были очень крупными молекулами. Какова средняя квадратичная скорость <Vкв> пылинки массой m = 10-10 г, если температура воздуха t = 27 0C?

Ответ: Vкв = 3,52 . 10-4.

Задача 31*. Смесь гелия и аргона находится при температуре Т = 1200 К. Определить среднюю квадратичную скорость и среднюю кинетическую энергию поступательного движения атомов гелия и аргона.

Ответ: гелий: 2730 ; 2,48. 10-20 Дж; аргон: 864 ; 2,48. 10-20 Дж.

Задача 32*. Во сколько раз средняя квадратичная скорость молекул кислорода больше средней квадратичной скорости пылинки массой m = 10-8 г, находящейся среди молекул кислорода?

Ответ: .

Задача 33*. Катод рентгеновской трубки имеет вид диска с площадью S = 1 см2. Найти числомолекул воздуха, ударяющихся за одну секунду о катод при давлении р = 1,33 . 10-2 Па и температуре t = 15 0C.

Ответ: 3,85 . 1016 с-1.

Задача 34*. Можно ли считать вакуум с давлением р = 1,3 . 10-4 Па высоким, если он создан в колбе диаметром d = 20 см, содержащей азот при температуре t= 0 0С ?

Ответ: вакуум высокий, так как длина свободного пробега молекул <> =72,7 м много больше d .

Задача 35*. Найти плотность разреженного водорода, если средняя длина свободного пробега молекул <> = 1 см.

Ответ:  = 1,5 . 10-6.

Задача 36. Определите давление, оказываемое газом на стенки сосуда, если его плотность равна 0,01 , а средняя квадратичная скорость газа составляет 480.

Ответ: р = 768 Па.

Задача 37. Определите наиболее вероятную скорость молекул газа, плотность которого при давлении 40 кПа составляет 0,35 .

Ответ: vв = 478 .

Задача 38. Определите среднюю кинетическую энергию поступательного движения молекул газа, находящегося под давлением 0,1 Па. Концентрация молекул газа равна 1013 см-3.

Ответ: = 1,510-20 Дж.

Задача 39. Определите: 1) наиболее вероятную vв; 2) среднюю арифметическую ; 3) среднюю квадратичнуюскорость молекул азота (N2) при 27С.

Ответ: 1) ; 2); 3).

Задача 40. При какой температуре средняя квадратичная скорость молекул кислорода больше их наиболее вероятной скорости на 100 ?

Ответ: Т = 381 К.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Источник