Партнеры
Вход в систему
Яндекс.Метрика
on-line
Сейчас на сайте 0 пользователей и 10 гостей.

Задачник Кванта

МКТ. Термодинамика

61.Ф355. На pV-диаграмме (рис.) изображен замкнутый процесс, проведенный с одним молем газа. Участки 1 − 2 и 3 − 4 графика − прямые, проходящие через начало координат, а участки 2 − 3 и 4 − 1 − изотермы. Нарисовать график этого процесса на TV-диаграмме. Найти объем V3, если известны объемы V1 и V2 = V4 = V.


62.Ф359. В цилиндрическом сосуде под поршнем находится насыщенный водяной пар при температуре t = 20° С. при изотермическом медленном вдвигании поршня в цилиндр было отведено количество теплоты Q = 20 ккал. Какая работа была совершена при этом внешними силами, действующими на поршень?

63.Ф366. Колба-шар ёмкостью 1 л была откачана и закрыта. На стенках колбы остался мономолекулярный слой воздуха. Оцените давление, которое будет в колбе, нагретой до 300 oС, если известно, что при такой температуре стенки колбы полностью обезгаживаются.

64.Ф374. На дне стакана с водой лежат несколько запаянных с одного конца и заполненных воздухом капиллярных трубок. Диаметр трубок d = 0,2 мм, высота уровня воды в стакане h = 10 см. При кипении воды у открытых концов трубок образуются пузырьки пара. Чему равна температура воды на дне стакана, если атмосферное давление равно 105 Па? Коэффициент поверхностного натяжения воды принять равным 57 мН/м. Считать, что давление насыщенных паров воды вблизи 100 оС возрастает на 27 мм рт. ст. при повышении температуры на 1о.

65.Ф382. Найдите радиус наибольшей капли воды, которая может испариться, не поглотив тепла извне.

66.Ф388. В расположенном вертикально цилиндре переменного сечения (рис.) между поршнями находится n молей воздуха. Массы поршней − m1 и m2, их площади – S1 и S2 соответственно. Поршни соединены стержнем длины l и находятся на одинаковых расстояниях от стыка частей цилиндра с различными диаметрами. На сколько сместятся поршни при повышении температуры в цилиндре на Δt градусов?


67.Ф390. Два запаянных сообщающихся сосуда цилиндрической формы разных диаметров частично заполнены водой (ртутью) (рис.). Воздух из сосудов откачан, так что над жидкостью имеются только ее пары. Как распределится количество жидкости в сосудах а) на земле? б) в невесомости?

68.Ф393. Известно, что частота излучения атомов, летящих со скоростью v в направлении наблюдателя, изменяется на величину Δf = (v/c)fo, где c − скорость света, fo − частота излучения покоящегося атома (это явление называется явлением Доплера). Вследствие этого из-за теплового движения атомов спектральные линии оказываются уширенными. Оцените температуру атомов Ne, зная, что в спектре его излучения обнаружена красная линия частоты fo = 4,8 × 1014 Гц, ширина которой Δf = 1,6 × 109 Гц.

69.Ф394. Устройство ртутного медицинского термометра показано на рисунке. К баллончику со ртутью припаян тонкий капилляр, внизу которого имеется «перетяжка» – участок с диаметром примерно 30 микрон. Какую роль играет эта перетяжка? Оцените, какое ускорение нужно сообщить термометру для того, чтобы его «стряхнуть» после измерения температуры.


70.Ф395. Почему измерение температуры медицинским термометром продолжается долго (около 10 минут), а «стряхнуть» термометр можно практически сразу же после измерения температуры?

71.Ф397. Имеется следующий проект летающего аппарата. Верхняя поверхность большой плоской пластинки поддерживается при постоянной температуре 0 oС, а нижняя − при температуре 100 oС. Изобретатель утверждает, что такая пластинка будет висеть в воздухе подобно дирижаблю. Объясните, почему? Оцените по порядку величины подъемную силу такой пластинки с площадью 1 м2 при температуре воздуха 20 oС.

72.Ф404. Определить КПД ракетного двигателя как тепловой машины и его силу тяги. Ракетный двигатель использует в качестве горючего водород, в качестве окислителя − жидкий кислород. Секундный расход водорода 24 кг/с. Скорость истечения газов из сопла ракеты 4,2 × 103 м/с. Теплотворная способность водорода 1,1 × 108 Дж/кг.

73.Ф410. В электровакуумном приборе чистый вольфрамовый катод находится в большой колбе, содержащей остатки кислорода при давлении p = 10−7 атм. и температуре Т = 300 К. Считая, что каждая молекула, попавшая па катод, прилипает к нему, оценить время образования мономолекулярного слоя. Молекулы можно считать шариками диаметром d = 3 × 10−8 см.

74.Ф411. Одним U-образным ртутным манометром можно измерять давления до 1 атм. Какое наибольшее давление можно измерить, если соединить последовательно два таких манометра короткой трубкой?

75.Ф417. В теплоизолированном баллоне находятся 5 г водорода и 12 г кислорода. Смесь поджигают. Определить давление и температуру в сосуде, если известно, что при образовании 1 моля воды выделяется 2,4 × 105 Дж. Объем сосуда 100 литров. Начальная температура смеси кислорода и водорода 20 °С Теплоемкость водорода при постоянном объеме равна 14,3 кДж/(кг × К), а водяных паров − 2,1 кДж/(кг × К).

76.Ф418. Сложенные вместе смоченные оконные стекла практически невозможно отделить друг от друга, пытаясь оторвать одно стекло от другого. Почему?

77.Ф426. В дымовой завесе из непрозрачных частиц радиуса r1 = 5 мкм при содержании массы вещества m = 0,04 г в кубометре воздуха дальность видимости составляет l1 = 50 м. Сколько вещества в кубометре воздуха распыляется другим источником завесы, который создает частицы радиуса r2 = 10 мкм, если видимость сокращается до l2 = 20 м?

78.Ф429. Стенки цилиндра, поршень и внутренняя перегородка площадью 1 дм2 изготовлены из теплоизоляционного материала (рис.). Клапан в перегородке открывается в том случае, если давление справа больше давления слева. В начальном состоянии в левой части цилиндра длиной 11,2 дм находится 12 г гелия, в правой части, имеющей ту же длину, − 2 г гелия, с обеих сторон температура равна 0 оС. Внешнее давление равно 105 Н/м2. Удельная теплоемкость гелия при постоянном объеме cV = 3,15 × 103 Дж/(кг × К), а при постоянном давлении cp = 5,25 × 103 Дж/(кг × К). Медленно передвигаем поршень по направлению к перегородке (с небольшой остановкой в момент открытия клапана) и осторожно доводим поршень до перегородки. Чему равна произведенная нами работа?


79.Ф436. Плотность газа, состоящего из смеси гелия и аргона, при давлении 152 кН/м2 и температуре 27 оС равна 2,00 кг/м3. Сколько атомов гелия содержится в 1 см3 газовой смеси?

80.Ф440. Оцените приближенно, при каком минимальном радиусе планеты она сможет удерживать атмосферу, состоящую в основном из кислорода и азота, если температура поверхности планеты T = 300 К. Среднюю плотность вещества планеты принять раиной ρ = 4 × 103 кг/м3.