Партнеры
Вход в систему
Яндекс.Метрика
on-line
Сейчас на сайте 0 пользователей и 7 гостей.

Задачник Кванта

МКТ. Термодинамика

161.Ф900. Часть графика, изображающего процесс, происходивший с идеальным одноатомным газом, утеряна (рис.). Масштабы по обеим осям известны (они указаны на рисунке). В течение всего процесса перехода из состояния 1 в состояние 2 газ отдал столько же тепла, сколько получил. Найдите работу, совершенную газом в этом процессе.


162.Ф905. Тонкостенный заполненный газом цилиндр массой М с высотой Н и площадью основания S плавает в воде. В результате потери герметичности в нижней части цилиндра его глубина погружения увеличилась на ΔH. Каково было начальное давление газа в цилиндре? Атмосферное давление р, температура не меняется.

163.Ф911. На рисунке приведен график изменения давления пороховых газов в стволе ружья по мере продвижения пули в стволе. Определите скорость сгорания пороха (в кг/с) при давлении рmax, если скорость пули в этот момент равна v. Площадь поперечного сечения ствола s. Температуру пороховых газов считать постоянной. Известно, что пороховые газы, образующиеся при сгорании массы пороха М, в объеме Vo создают давление рo.


164.Ф914. В закрытом сосуде объемом V = 33,6 дм3 находится азот и ν = 1 моль воды. При температуре t = 100 °С давление в сосуде р = 2?105 Па. Определите количество азота в сосуде.

165.Ф919. На рисунке показано долевое сечение прибора, используемого в качестве эталона длины. Центральный стержень С и внешняя оболочка А прибора сделаны из материала с коэффициентом теплового расширения α1; их длины при t1 = 20 °С одинаковы и равны l. Внутренняя труба В сделана из материала с коэффициентом теплового расширения α2. Какой должна быть длина внутренней трубы при t1 = 20 °С, чтобы при изменении температуры полная длина эталона CD не менялась?


166.Ф924. В жаркую погоду для быстрого охлаждения воды ее наливают в обросшую льдом формочку, вынутую из морозильной камеры холодильника. Воду «перекатывают» от одного края формочки к другому, потом выливают. Оцените, больше или меньше воды становится при этой операции.

167.Ф929. Известно, что, охлаждая сосуд с водой и одновременно откачивая газ из сосуда, можно довести воду до кипения. Возможно ли закипание жидкости при охлаждении замкнутого сосуда с жидкостью и газом?

168.Ф933. Два куска сахара можно поместить в стакан с чаем различными способами. Можно просто положить сахар на дно, а можно установить куски «враспор», если стакан имеет коническую форму (рис.). В каком случае сахар растворится скорее, если чай не перемешивать?


169.Ф934. Теплоизолированный сосуд разделен на две части легким поршнем. В левой части сосуда находится m1 = 3 г водорода при температуре T1 = 300 К, в правой части − m2 = 16 г кислорода при температуре Т2 = 400 К. Поршень слабо проводит тепло, и температура в сосуде постепенно выравнивается. Какое количество теплоты отдаст кислород к тому моменту, когда поршень перестанет двигаться?

170.Ф940. Почему при кладке кирпичных печей для скрепления кирпичей используют глиняный раствор, а не, например, цементный (хотя он более твердый)?

171.Ф945. Определите отношение коэффициентов полезного действия двух циклических процессов, проведенных с идеальным газом (рис.): первый процесс 1–2–3–4–1, второй процесс 5-6-7-4-5.


172.Ф949. Одинаковы ли показания термометров, один из которых помещен у поверхности кипящей жидкости, а другой − в ее глубине?

173.Ф955. Смесь газов, состоящую из m1 = 100 г азота и неизвестного количества кислорода, подвергают изотермическому сжатию при температуре T = 74,4 К. График зависимости давления смеси газов от ее объема приведен на рисунке (в условных единицах). Определите массу кислорода. Рассчитайте давление насыщенных паров кислорода при этой температуре. Примечание. Т = 74,4 К − это температура кипения жидкого азота при нормальном давлении; кислород кипит при более высокой температуре.


174.Ф959. При относительной влажности воздуха φ1 = 50 % вода, налитая в блюдце, испарилась на открытом воздухе за время t1 = 40 мин. За какое время испарилась бы вода при влажности φ2 = 80 %?

175.Ф965. Длинный цилиндрический сосуд наполнен идеальным газом до давления рo. Сначала температура цилиндра поддерживается постоянной и равной To. Затем температуру одной из торцевых стенок сосуда повышают на ΔT, а температура противоположной стенки остается прежней. Найдите установившееся давление в сосуде и положение центра масс газа. Считать, что ΔT << To.

176.Ф966. Для иллюстрации поверхностного натяжения одну из мыльных пленок, натянутых на параллельные «направляющие» и разделенных ниткой АВ (рис.), прокалывают; при этом нить АВ натягивается. Определите силу натяжения нити. Расстояние между «направляющими» d, длина нити l (l > πd/2), коэффициент поверхностного натяжения мыльного раствора σ.


177.Ф976. Моль идеального одноатомного газа переводится из начального состояния в конечное, как показано на рисунке. Определите подведенное к газу количество теплоты, если разность начальной и конечной температур Δt = 100 °С.

178.Ф979. В сосуде, имеющем форму двух «состыкованных» цилиндров одинаковой длины l и с площадями сечений S и αS (α > 1), находится идеальный газ. Посредине каждого цилиндра находятся поршни, соединенные жестким стержнем (рис.); при этом давление в отсеке I равно р, в отсеке III давление равно βр, поршни находятся в равновесии. К системе подвели количество теплоты Q, так что температура возросла, оставаясь во всех отсеках одной и той же. Определите изменение давления в отсеке I. Внутренняя энергия одного моля газа равна сТ (с − молярная теплоемкость газа). Теплоемкости цилиндров и поршней пренебрежимо малы; трением пренебречь.

179.Ф985. В сосуд, заполненный жидким эфиром, погружают перевернутую пробирку А. Из нее сразу же начинают выходить пузырьки. Пузырьки «собирают» в первоначально полностью заполненную эфиром пробирку В (рис.), длина которой в два раза больше, чем длина пробирки А. При этом из пробирки В вытесняется 2/3 первоначального объема эфира. Температура в комнате поддерживается равной 20 °С, давление равно нормальному атмосферному. Объясните происходящее явление и определите давление насыщенных паров эфира при указанной температуре.

180.Ф990. Тепловой двигатель представляет собой наполненный газом цилиндр с поршнем, движение которого ограничено упорами АА и ББ (рис.). Газ медленно нагревают, пока поршень не коснется упоров ББ, после чего основание пружины смещают из положения ВВ в положение ГГ. Затем сосуд медленно охлаждают до тех пор, пока поршень не коснется упоров AA. Тогда основание пружины смещают назад до ВВ, цилиндр снова нагревают, и т.д. Найдите КПД этого двигателя. Цилиндр заполнен гелием; площадь поршня S = 10 см2; жесткость пружины k = 10 Н/м, длина ее в нерастянутом состоянии lo = 60 см. Внешнее давление принять равным нулю.