Сборник задач по физике с решениями и ответами. Часть II -
Скачать (прямая ссылка):
1.4. Аквалангисту необходимо определить глубину озера. Никаких иных инструментов, кроме цилиндрической мензурки с делениями у него нет. Как ему справиться с задачей?
1.5. Два баллона с кислородом вместимостью 2 и 7 л соединили трубкой. Какое давление установится в баллонах, если до соединения оно соответственно было равно 1,0 IO5 Па и 0,52 IO5 Па? Температура газа не изменилась.
1.6. Объем некоторой массы идеального газа при изобарическом нагреве на AT =IOK увеличился на а = 0,03 части от первоначальной величины. Определить начальную температуру газа.
1.7. Определить температуру газа, находящегося в закрытом сосуде, если давление газа увеличивается на 0,4 % первоначального давления при нагревании газа на 1 0C.
1.8. При нагревании некоторой массы идеального газа на At = = 250 °С его объем увеличился на а = 1/7, а его давление увеличилось на ? = 1/2 своего первоначального значения. Какова была первоначальная температура газа?
1.9. В воде всплывает пузырек воздуха. Определить, на какой глубине пузырек имел вдвое меньший объем, чем у поверхности
воды? Атмосферное давление р() = IO5 Па, плотность воды
р = 10" кг/м . Изменение температуры, давления пара и искрив-
2
ление поверхности не учитывать, g = 10 м/с .
1.10. На какую глубину в жидкости плотности р надо погрузить открытую трубку длиной L, чтобы, закрыв верхнее отверстие, вынуть столбик жидкости высотой Ll2? Атмосферное давление Pq .
1.11. Бутылка, наполненная газом, плотно закрыта пробкой, площадь поперечного сечения которой S = 2,5 см . До какой тем-
7 пературы надо нагреть газ, чтобы пробка вылетела из бутылки, если сила трения, удерживающая пробку F = 12 Н? Начальное давление газа в бутылке и наружное давление воздуха одинаковы и равны Pq = 100 кПа, а начальная температура Tq = 270 К.
1.12. В закрытом сосуде содержится идеальный газ. Во сколько раз:
а) уменьшится или увеличится его давление, если сократить на 15 % число его молекул;
б) надо уменьшить или увеличить абсолютную температуру газа, чтобы его давление уменьшилось на 30 %;
в) надо уменьшить или увеличить объем сосуда, чтобы давление газа в нем уменьшилось на 25 %?
1.13. Внутри закрытого с обоих концов горизонтального цилиндра имеется тонкий поршень, который может скользить в цилиндре без трения. С одной стороны поршня находится водород массой т\ = 3,0 г, с другой — азот массой =21 г. Молярные массы водорода и азота Ц] = 2 г/моль и ц-2 = 28 г/моль соответственно. Какую часть объема цилиндра занимает водород?
1.14*. В вертикальном закрытом с обоих торцов цилиндре находится массивный поршень, по обе стороны которого по одному молю воздуха при одинаковой температуре. Давление газа в верхней части сосуда Pqj =150кПа, в нижней р02 =250кПа. Во сколько раз был увеличен общий занимаемый газом объем, если при неизменном количестве и температуре газа, а так же массе и размерах поршня, давление газа в верхней части сосуда стало р\ =50кПа. Трение поршня о стенки цилиндра пренебрежимо мало.
1.15*. В вертикальном закрытом с обоих торцов цилиндре находится массивный поршень, по обе стороны которого по одному молю воздуха при одинаковой температуре. Отношение верхнего объема к нижнему п = 4,0. Каким станет отношение объемов, если
общий объем, занимаемый газом, уменьшить в к = 2,0 раза, а коли-
8 чество и температуру газа, а также массу и размеры поршня оставить неизменными. Трение поршня о стенки цилиндра пренебрежимо мало.
1.16*. В вертикальном закрытом с обоих торцов цилиндре находится массивный поршень, по обе стороны которого по одному молю воздуха. При температуре T = 300 К отношение верхнего объема к нижнему п = 4,0. При какой температуре это отношение станет к = 3,0? Трение поршня о стенки цилиндра пренебрежимо мало.
1.17*. В вертикальном закрытом с обоих торцов цилиндре находится массивный поршень, по обе стороны которого по одному молю воздуха при одинаковой температуре. Отношение давления в нижней части сосуда к давлению в верхней п = 3,0. В обе части добавили равные количества газа и отношение давлений стало к = 2,0. На сколько увеличили количество газа в цилиндре? Трение поршня о стенки пренебрежимо мало.
1.18*. Свободно перемещающийся непроницаемый, тонкий и невесомый поршень делит цилиндрический сосуд объемом F=IOO л на две части. В одну часть сосуда вводят некоторое количество воды, а в другую некоторое количество газа. В сосуде поддерживают температуру T = 373 К. Какое давление установится в сосуде, если в него вводят:
а) т\ = 74 г воды, /и2 =IOr водорода;
б) mi = 74 г воды, W2 = 74 г углекислого газа;
в) ГП] =36 г воды, W2 =2,8 г азота.
Молярные массы: воды Jlli =18 г/моль, водорода =2 г/моль, углекислого газа Цсо2 =44 г/моль, азота =28 г/моль.
9 2. ЗАКОН ДАЛЬТОНА
Если в сосуде находится смесь г различных идеальных газов, то полное давление газа будет равно сумме их парциальных давлений (закон Дальтона):
І-Г
P=YjPi ¦ ;=1
Парциальным называют давление, которое производит каждая компонента смеси, если она занимает весь объем, т.е.
