Задачник Кванта. МКТ и Термодинамика. Условия задач [1 - 20]

          

Задачник Кванта. МКТ и Термодинамика. Условия задач [1 - 20]

1.Ф4. В баллоне содержится очищенный газ, но неизвестно какой. Чтобы поднять температуру 1 кг этого газа на один градус при постоянном давлении, требуется 958,4 Дж тепла а при постоянном объеме − 704,6 Дж. Что это за газ?

2.Ф15. Через стенки холодильника проникает за час количество теплоты Q = 190 ккал. Температура внутри холодильника t1 = +5 °С, а в комнате t2 = +20 оС. Какую минимальную мощность потребляет этот холодильник от сети?

3.Ф22. Два кузнеца обрабатывают кусок железа. Сначала его кладут на наковальню и бьют молотком по очереди, потом подвешивают к потолку и бьют одновременно с разных сторон. Сила удара каждого кузнеца одинакова в обоих случаях. В каком случае кусок железа больше нагревается за один удар?

4.Ф28. Две параллельные пластины находятся на расстоянии, малом по сравнению с их размерами. Между пластинами помещают несколько тонких и хорошо проводящих тепло перегородок − экранов. Как это влияет на теплопроводность между пластинами, если: а) длина свободного пробега молекул газа, заполняющего пространство между пластинами (т.е. расстояние, которое пролетают молекулы газа между двумя столкновениями), мала по сравнению с расстоянием между экранами; б) длина свободного пробега молекул газа велика по сравнению с расстоянием между пластинами?

5.Ф29. Найдите скорость испарения с единицы поверхности воды в вакуум при температуре 20 °С . (Давление насыщенных паров при этой температуре равно 17,5 мм рт. ст.) За какое время испарится в комнате вода, налитая доверху в обычное чайное блюдце? Испарение небольшого количества воды практически не меняет в комнате влажность воздуха, равную 70 %.

6.Ф39. Планету радиусом r и массой М окружает равноплотная атмосфера, состоящая из газа с молярной массой М. Какова температура атмосферы на поверхности планеты, если высота атмосферы h?

7.Ф47. Если над идеальным газом совершается процесс АВС (рис.), то ему сообщается количество теплоты Q. Какое количество теплоты сообщается газу при процессе ADC?

8.Ф49. U-образная трубка заполнена водой. Из одного колена воздух удален; давление воздуха в другом колене при температуре 20 °С равно атмосферному. Оба конца трубки запаяны. Разность между уровнями воды в коленах равна 15 м. Какой будет разность уровней воды в коленах, если трубку нагреть до 100 °С?

9.Ф68. Стенки сосуда, в котором находится газ, имеют температуру T. Температура газа T1. В каком случае давление газа на стенки сосуда больше: когда стенки сосуда холоднее газа (Т < T1) или когда теплее (Т > T1)?

10.Ф73. Внутрь стеклянной трубки налит раствор сахара. Нижний конец трубки затянут пленкой, проницаемой для воды, но непроницаемой для молекул сахара. Трубку погружают в чистую воду до уровня раствора сахара и закрепляют в этом положении. Уровень жидкости в трубке при этом начинает подниматься и через достаточный промежуток времени устанавливается на некоторой высоте над уровнем воды (рис.). Чем объясняется это засасывание воды внутрь цилиндра? Откуда берется энергия для поднятия жидкости?

11.Ф78. 20 г гелия, заключенного в цилиндре под поршнем, очень медленно переводят из состояния 1 (p1 = 4,1 атмV1 = 32 л) в состояние 2 (р2 = 15,5 атмV2 = 9 л). Какой наибольшей температуры достигает газ при этом процессе, если график зависимости давления от объема − прямая линия (рис.)?

12.Ф85. Можно ли провести с идеальным газом замкнутый процесс (цикл) так, чтобы точки A и В (рис.) лежали на одной изотерме? Температуры T1, и Т2, которым соответствуют изотермы, проведенные на рисунке, и объем V1 (или V3) заданы.

13.Ф90. Идеальный газ массой m и молярной массой М, находящийся при температуре Т, охлаждается изохорически так, давление падает в n раз. Затем газ расширяется при постоянном давлении. В конечном состоянии его температура равна первоначальной. Определите произведенную газом работу.

14.Ф94. Над одним молем идеального газа совершают цикл (замкнутый процесс), состоящий из двух изохор и двух изобар (рис.). Температуры в точках 1 и 3 равны T1 и T3соответственно. Определите работу, совершенную газом за цикл, если известно, что точки 2 и 4 лежат на одной изотерме.

15.Ф99. На рисунке показаны VT-диаграммы для двух круговых процессов При каком из них газ совершает большую работу при процессе 1 - 2 - 3 - 1 или при процессе 1 - 3 - 4 - 1?

16.Ф102. В герметически закрытом сосуде смешали поровну кислород и гелий. Затем в стенке сосуда сделали небольшое отверстие. Каким будет состав молекулярного пучка, выходящего из отверстия?

17.Ф104. В закрытом сосуде имеется несколько капель жидкости разной величины. Что произойдет с ними через продолжительное время?

18.Ф109. В опыте было установлено, что температура 142 г ледяной воды в легком сосуде, подвешенном посредине комнаты, поднялась на 4 °С за полчаса. Когда же в сосуде находилось такое же количество льда, то на его таяние потребовалось 10 часов. Какова, исходя из этого эксперимента, удельная теплота плавления льда?

19.Ф116. Если температура воздуха в цилиндре, показанном на рисунке, равна to (to > 0°С), то он остывает до температуры to/2 примерно за 30 с. Поршень начинают вдвигать и выдвигать с некоторой частотой. В каком случае растает больше льда, окружающего цилиндр, за 50 ходов поршня, если они сделаны: а) за 1 мин; б) за 1 ч; в) за 30 суток?

20.Ф118. В камеру сгорания ракетного реактивного двигателя поступает в секунду масса m водорода и необходимое для полного сгорания количество кислорода. Выходное сечение сопла S. Давление в этом сечении р, абсолютная температура T. Определите силу тяги двигателя.