on-line
Сейчас на сайте 0 пользователей и 19 гостей.
Вход в систему
Яндекс.Метрика

19. Решаем задачи вместе. Газовые законы [1 − 20].

Задачи с ответами, комментариями, решениями.

19.1. Для погружения и всплытия подводной лодки в ней имеются два сообщающихся между собой резервуара. В погруженном состоянии один из резервуаров емкостью V заполнен водой, во втором емкостью V1 находится сжатый воздух. Каково должно быть минимальное давление сжатого воздуха, чтобы при всплытии лодки с глубины H сжатый воздух полностью вытеснил воду из балластной цистерны? Атмосферное давление нормальное, изменением температуры воздуха при расширении пренебречь. [p1 = (V + V1)(pa + ρgH)/V1]

19.2. Посредине откачанной и запаянной с обоих концов горизонтальной трубки находится столбик ртути длиной h = 19,6 мм. Если трубку поставить под углом α = 30° к горизонту, то столбик ртути переместится на Δl1 = 20 мм, если поставить вертикально − на Δl2 = 30 мм. До какого давления из трубки? [p1 ≈ 6 мм рт. ст.]

19.3. В стеклянную манометрическую трубку, запаянную с одного конца, налита ртуть. Высота столба воздуха в запаянном колене равна 2H, причем уровень ртути в открытом колене стоит на H выше, чем в закрытом. Манометр установлен в ракете, которая начинает подниматься вертикально вверх с ускорением а = g. Какова будет разность уровней ртути в коленах манометра при подъеме ракеты, если в кабине ракеты поддерживается нормальное атмосферное давление? [x = (√{17H2 + 2HHo} − 3H)/2]

19.4. Компрессор захватывает при каждом качании воздух объемом v = 1 л при нормальном атмосферном давлении и температуре Т1 = 273 К и нагнетает его в автомобильный баллон, объем которого V = 0,5 м3, температура воздуха в баллоне T2 = 290 К. Сколько качаний должен сделать компрессор, чтобы площадь соприкосновения покрышки с полотном дороги уменьшилась на ΔS =100 см2, если до этого она равнялась S = 450 см2 и на колесо приходится нагрузка F = 4,9 кН? [148]

19.5. Поршни двух одинаковых цилиндров связаны между собой жесткой тягой так, что объемы под поршнями равны. Под поршнями находится одинаковое количество газа при температуре То. Каково будет давление в цилиндрах, если один из них нагреть до температуры Т1, а второй охладить до температуры T2? Чему будет равно при этом относительное изменение объема газа в каждом цилиндре? Весом поршней и тяги пренебречь, трение не учитывать, атмосферное давление ра. [x = (2To − T1 − T2)/(2To)]

19.6. Сосуд емкостью 2V = 2 × 10−3 м3 разделен пополам полупроницаемой перегородкой. В одну половину сосуда введен водород массой mв = 2 г и азот массой mа = 28 г, в другой половине вакуум. Через перегородку может диффундировать только водород. Во время процесса поддерживается температура T = 373 К. Какие давления установятся в обеих частях сосуда? [150 кПа; 460 кПа]

19.7. В откачанной ампуле объемом V = 3 см3 содержится радий массой m = 5 мг в течение времени t = 1 год. В результате радиоактивного распада из радия массой mo = 1 г за время tо = 1 с вылетает nо = 3,7 × 1010 альфа-частиц, представляющих собой ядра гелия. Какое давление будет производить гелий при температуре T = 300 К? ≈ 8 Па]

19.8. По газопроводной трубе идет углекислый газ под давлением р = 392 кПа при температуре T = 280 К. Какова средняя скорость движения газа в трубе, если через поперечное сечение трубы, равное S = 5 см2, за τ = 10 мин протекает газ массой m = 20 кг? [v ≈ 9 м/с]

19.9. Сколько гелия потребуется для наполнения воздушного шара диаметром d = 10 м, чтобы шар мог поднять груз весом Р = 9,8 кН при нормальном атмосферном давлении и температуре T = 290 К? Объемом груза пренебречь. [mг ≈ 530 кг]

19.10. В цилиндре с площадью основания S = 100 см2 находится воздух при температуре T = 290 К. На высоте H = 0,60 м от основания цилиндра расположен легкий поршень, на котором лежит гиря массой m = 100 кг. Какую работу совершит газ при расширении, если его нагреть на ΔT = 50 К? Атмосферное давление ра =105 Па. [A ≈ 207 Дж]

19.11. Какое количество теплоты необходимо для нагревания на ΔT = 16 К кислорода массой m = 7 × 10−3 кг, находящегося в цилиндре под поршнем, на котором лежит груз, если молярная теплоемкость кислорода при нагревании его при постоянном объеме равна CmV = 2,l × 10−2 Дж/(моль × К)? Трение между поршнем и цилиндром не учитывать. [102 Дж]

19.12. Сечение поршня паровой машины равно S = 100 см2, ход поршня l = 50 см. Пар поступает в цилиндр под давлением р1 = 196 кПа, которое в процессе смещения поршня на Δl = 1 см равномерно понижается на Δр = 1,96 кПа. Какую мощность развивает машина, когда вал ее делает f = 240 об/мин? [N ≈ 6 кВт]

19.13. Если давление, под которым находится газ, изменить на 200 Па, то объем газа изменится на 3 л. Если давление изменить на 500 Па, объем изменится на 5 л. Каковы были начальный объем и давление газа? Температура газа во время опыта не менялась. [9 л и 4 × 105 Па; 21 л и 1,6 × 106 Па]

19.14. Вертикальный цилиндр высотой 2l разделен посредине легким подвижным поршнем. В поршне имеется отверстие, закрытое пробкой, по обе стороны поршня находится одинаковое количество воздуха при давлении р. На какое расстояние нужно сдвинуть поршень, чтобы вылетела пробка, если она вылетает при избыточном давлении Δр? [x = (√{(p/Δp)2 + 1} − p/Δp)l]

19.15. На какой глубине пузырьки воздуха имеют диаметр, вдвое меньший, чем у поверхности воды, если барометрическое давление на уровне воды равно 101 кПа? [72,3 м]

19.16. В U-образную манометрическую трубку с сечением 1 см2 налита ртуть; уровни ртути в обоих коленах одинаковы. Объем воздуха в запаянном колене 10 см3. Сколько ртути нужно налить в открытое колено, чтобы его наполнить? Атмосферное давление равно 1,01 кПа, оба колена манометра одинаковы. [150 г]

19.17. Трубка длиной l, открытая с обоих концов, наполовину погружена в ртуть. Трубку закрывают пальцем и вынимают из ртути. Чему равна длина столбика ртути, оставшегося в трубке? Атмосферное давление уравновешивается столбом ртути высотой H. 0,5(H + l − √{H2 + l2})

19.18. Ртуть в барометрической трубке стоит на 4 см выше уровня ртути в стакане. На сколько нужно опустить трубку, чтобы уровни ртути сравнялись, если столб воздуха над ртутью в начальном положении трубки имел высоту 19 см? Атмосферное давление нормальное. [5 см]

19.19. Узкая трубка, закрытая с одного конца, содержит воздух, отделенный от наружного воздуха столбиком ртути. Когда трубка обращена закрытым концом кверху, запертый ртутью воздух занимает часть трубки длиной l1. Если же трубку перевернуть кверху открытым концом, этот воздух займет часть трубки длиной l2. Определите атмосферное давление, если длина ртутного столбика в трубке h. [(l1 + l2)ρgh/(l1 − l2)]

19.20. В Ш-образную трубку, запаянную с одного конца, налита жидкость таким образом, что в правом колене остался воздух (рис.). Сечение всех трубок одинаково, плотность жидкости ρ, атмосферное давление ро. На какую высоту нужно, поднять поршень П, чтобы уровни жидкости в открытом и запаянном коленах сравнялись? Массой поршня и трением пренебречь, давление паров жидкости не учитывать. [(3po + 2ρgl)l/(9po)]


а где решения-то?


Раздел в который Вы зашли содержит задачи с ответами. Если Вам нужно решение какой-либо задачи, то заявляйте. Решенные задачи находятся, например, здесь.


может все таки есть решение задачи №19.19 из этого раздела?


Читайте комментарий выше.