II. Молекулярная физика и термодинамика

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 27Следующая ⇒

II.1. В закрытом цилиндрическом сосуде под невесомым поршнем находится идеальный газ (см. рис. 26). В пространстве над поршнем создан вакуум. Поршень удерживается в равнове-сии пружиной, помещенной между поршнем и крышкой ци-линдра, 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?

Рис. 26 Толщиной поршня пренебречь.

II.2. В вертикальном цилиндрическом сосуде с площадью сечения S = 20 см2под тяжелым поршнем находится идеальный газ. Когда со-

суду сообщают ускорение g /2, направленное вверх, поршень устанав-

ливается относительно сосуда в таком положении, что объем газа под ним уменьшается в a =1, 3раза. Считая температуру газа постоянной,

найти массу поршня M. Атмосферное давление p 0=105Па, ускоре-ние свободного падения g =10 м/с2. Массой газа пренебречь.

Условия задач

II.3. В двух сообщающихся цилиндрических сосудах с одинаковой площадью поперечного сечения S находится во-

да. В один из сосудов помещен невесомый пор-шень, соединенный с неподвижной опорой пру-жиной жесткостью k (см. рис.27). Пространство под поршнем заполнено воздухом. При темпера-туре воздуха в сосуде 0расстояние между порш-нем и поверхностью воды l, пружина не дефор-

мирована и поверхность воды в обоих сосудах

находится на одном уровне. До какой температуры Рис. 27

T нужно нагреть воздух в сосуде, чтобы поршень переместился вверх на расстояние x? Атмосферное давление p 0, плотность воды r, уско-

рение свободного падения g. Давлением водяных паров и трением при перемещении поршня пренебречь.

II.4. В космический корабль, совершающий межпланетный перелет, попал метеорит, пробивший в корпусе маленькое отверстие, через кото-рое наружу стал выходить воздух. Объем корабля V =1000 м3, началь-

ное давление воздуха в нем p 0=105Па, температура t = 27 °C. Через какое время t после попадания метеорита давление воздуха в корабле

уменьшится на ∆ p =103Па, если площадь отверстия S =1 см2? Мо-лярная масса воздуха M = 29 г/моль, универсальная газовая постоянная R =8, 3 Дж/(моль·К). При решении учесть, что ∆ p < < p 0, температуру

воздуха внутри корабля считать постоянной, а процесс истечения воз-духа квазиравновесным.

II.5. Два теплоизолированных сосуда объемом V = 40 л каждый со-

держат идеальные одноатомные газы. Масса газа в первом сосуде 1= 20 г, его молярная масса M 1= 4 г/моль, температура 1=300 К. Масса газа во втором сосуде m 2= 20 г, его молярная масса M 2= 20г/моль, температура 2= 400 К. Сосуды соединяют тонкой

трубкой, объемом которой можно пренебречь. Какое давление p уста-

Факультет ВМиК

новится в сосудах после достижения теплового равновесия? Универ-сальная газовая постоянная R =8, 3 Дж/(моль·К).

II.6. Водяной пар занимает объем 0= 5 л при температуре t =100 °C. Давление пара p = 0, 5 105Па. Какая масса ∆ m пара пре-

вратится в воду, если объем пара изотермически уменьшить до величи-ны V =1 л? Молярная масса воды M =18 г/моль.

II.7. Поплавок объемом V = 5 л целиком погружен в жидкость и

удерживается от всплывания нитью, закрепленной на дне. Начальная температура жидкости 1=10 °C. На какую величину ∆ F изменится сила натяжения нити, если жидкость нагреть до температуры t 2= 20 °C? Температурный коэффициент объемного расширения жид-

кости в данном интервале температур a =1, 5 10− 4К–1. Тепловым рас-ширением поплавка пренебречь. Плотность жидкости при температуре

t 0= 0 °C равна r0=103кг/м3. Ускорение свободного падения принять равным g =10 м/с2.

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 7 8 9 10 Следующая ⇒

Поделиться с друзьями:

mylektsii.su - Мои Лекции - 2015-2025 год. (0.01 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал