Сборник задач по физике - Баканина Л.П.
Скачать (прямая ссылка):
Г--—
— ----
V - * -—г-« vi ~ - ^lrv3 -"1"
Рис. 72. Рис. 73,
каждой секции указаны на рис. 72), Поршни освобождаются и получают возможность свободно скользить вдоль цилиндра. Найти объем и давление газа в каждой секции после того как поршни перестанут перемещаться. Температура газа во всем цилиндре одна и та же и поддерживается неизменной,
267. Запаянная с одного конца цилиндрическая трубка длиной L погружается в воду до тех пор, пока ее запаянный конец не окажется на одном уровне с поверхностью воды (рис. 73), Когда температура воздуха в трубке и воды уравнялась, оказалось, что вода в
2
трубке поднялась на высоту L. Найти начальную
58 Рис. 74.
температуру воздуха в трубке, если температура воды Т, а атмосферное давление P0.
268. Цилиндрическая пробирка длины L, содержащая некоторое количество газа при температуре Т, пол-« ностью погружена в жидкость с плотностью р, так что дно пробирки касается поверхности жидкости. При этом жидкость заполняет половину пробирки. Пробирку поднимают вверх так, что она едва касается поверхности жидкости своим открытым концом. Как надо изменить температуру газа в пробирке, чтобы жидкость снова заполняла половину пробирки? Атмосферное давление равно P0-
269. В запаянную у одного конца U-образную трубку налита вода, причем за счет присутствия в трубке воздуха разность уровней воды оказалась равной h (рис. 74). Как нужно изменить температуру воздуха в трубке, чтобы разность уровней воды у ее концов уменьшилась вдвое? Атмосферное давление P0- Давлением паров воды пренебречь.
270. Сосуд емкостью 2V=200 см3 разделен пополам полупроницаемой перегородкой. В одну половину введено mi = 2 мг водорода и т2 = = 4 мг гелия. Через перегородку может диффундировать только гелий. Во время процесса поддерживается температура T = 27° К. Какие давления Р\ и P2 установятся в обеих частях сосуда?
271. В цилиндре под поршнем находится некоторая масса водорода при температуре 30° Cf занимающая при давлении в 2 атм объем 8 л. Как изменилась температура водорода, если при неизменном давлении объем его уменьшился настолько, что при этом была совершена работа 50 дж?
272. В цилиндре под поршнем площадью 5 = 100 см2 находится т = 28 г азота при температуре 100°С„ К поршню через систему блоков привешен груз Al = 50 кг (рис. 75). Цилиндр охлаждается до 0°С. На
CT
ттгр ;,|lti
X)
o«
Рис. 75.
59 какую высоту поднимется груз? Атмосферное давление P0=I атм. Весом поршня пренебречь.
273. В цилиндре под поршнем находится некоторая масса воздуха. На его нагревание при постоянном давлении затрачено Q = 5 кдж. Найти работу, произведенную при этом газом. Теплоемкость воздуха при постоянном давлении Cp = IO3 дж/кг'град, молекулярный вес воздуха принять равным 29.
274. В комнате объемом V = 50 м3 затопили печь, и температура воздуха поднялась с Zi = Il до Z2=23°C. Давление воздуха в комнате не изменилось и осталось равным 1 атм. Какая часть воздуха ушла при этом из комнаты? Какую работу совершил при расширении воздух, оставшийся в комнате?
275. В баллоне объемом 10 л содержался при температуре 20° С водород под давлением 100 атм. Какое количество водорода израсходовано, если при сжигании оставшегося водорода образовалось 0,5 л воды?
276. В баллоне с метаном емкостью 60 л при 0° С было давление P = 80 атм. Баллон подключили к газовой горелке с к. п. д. 80% и, сжигая метан, нагревали воду. Если после этого нагреть баллон до 80° С, в нем снова установится давление Р. Сколько воды можно было нагреть от 0°С до кипения? Теплотворная способность метана «7=41,8 кдж/г, молекулярный вес 16.
277. В баллоне с метаном емкостью 50 л при температуре Z0=—23°С было давление Л)= 150 атм. Баллон подключили к газовой горелке и, сжигая метан, расплавили 10 кг льда с той же начальной температурой, превратив его в воду с температурой 0°С; к. п. д. горелки 80%. Да какой температуры надо нагреть баллон, чтобы в нем снова установилось давление P0? Теплотворная способность метана «7 = 41,8 кдж/г. Удельная теплоемкость льда 2,1 дж/г • град.
278. В цилиндре сечением 5, закрытом поршнем с массой М, находится m г азота при температуре T и давлении Р. Какова сила трения между поршнем и стенками цилиндра, если для того, чтобы сдвинуть поршень, газу сообщили количество тепла Q. Атмосферное давление равно Po, а удельная теплоемкость азота при постоянном объеме Cv.
279. Некоторая масса молекулярного водорода занимает объем Vi = I м3 при температуре Ti=250° К и дав-
60 лении P,=2 атм. Какое давление P2 будет иметь та же масса водорода при температуре T2 = SOOO0K в объеме V'2= 10 м3, если при столь высокой температуре молекулы водорода полностью диссоциируют на атомы?
280. В сосуде объемом V=0,5 л находится т=1 г парообразного иода (J2). При температуре /=1000оС давление в сосуде оказалось равным Р = 700 мм рт. ст. Найти степень диссоциации молекул иода J2 на атомы иода J при этих условиях. Молекулярный вес иода J2 H = 254.
Примечание. Степенью диссоциации называют отношение числа диссоциированных молекул к общему числу молекул до диссоциации.
