Задачи по физике и методы их решения - Балаш В.А.
Скачать (прямая ссылка):
293 К манометр показывал 12 МПа. Какова масса вытекшего газа?
9.36. Сколько водорода содержал баллон, если он взорвался при
температуре 1073 К? Баллон был рассчитан на хранение
азота массой 1 кг при температуре 293 К при десятикратном запасе
прочности.
9.37. Внутри закрытого с обоих концов горизонтального цилиндра имеется
тонкий поршень, который может скользить в цилиндре без трения. С одной
стороны поршня находится водород массой 3 г, с другой - азот массой 17 г.
Какую часть объема цилиндра занимает водород?
9.38. Вертикальный цилиндр, закрытый с обоих торцов, раз делен поршнем.
По обе стороны поршня находится по одному молю воздуха при температуре
300 К- Отношение объема верх ней части цилиндра к объему нижней равно 4.
При какой температуре отношение этих объемов равно 3?
9.39. Баллон объемом V содержит воздух при давлении р. Посредством
поршневого насоса с рабочим объемом ц0 воздух из баллона откачали, сделав
п качаний, а затем снова накачали баллон, забирая воздух из атмосферы.
При этом было сделано тоже п качаний. На сколько изменилась масса воздуха
в баллоне? Атмосферное давление р0, все процессы происходили медленно при
температуре Т.
9.40. Два одинаковых сосуда наполнены кислородом при температуре Т\ и
соединены между собой трубкой, объем ко-
Рис. 9.7
222
торой ничтожно мал по сравнению с объемом сосудов. Во сколько раз
изменится давление кислорода в сосудах, если один из них нагреть до
температуры Гг, а во втором поддерживать температуру Т |?
9.41. Стакан с площадью основания S и массой М ставят вверх дном на
гладкое горизонтальное стекло. До какой температуры нужно нагреть стакан,
чтобы половина содержащегося в нем воздуха смогла выйти наружу? С какой
силой стакан будет давить после этого на стекло, если его температуру
понизить до первоначального значения, равного Т0? Атмосферное давление
равно ро.
9.42. В герметически закрытом откачанном цилиндре находится на пружине
скользящий без трения поршень, положение равновесия которого находится у
дна цилиндра. Под поршень вводится такое количество газа, что поршень
поднимается на высоту Н при температуре Т\. На какую высоту поднимется
поршень, если количество газа под ним увеличить вдвое, а температуру
повысить до Гг?
9.43. В закрытом горизонтальном цилиндрическом сосуде длиной 21 находится
v молей идеального газа при температуре Т. Цилиндр разделен пополам
тонким гладким поршнем массой т. Найдите круговую частоту малых колебаний
поршня, считая процесс изотермическим.
9.44. Некоторое тело находится в воздухе при нормальных условиях. При
повышении температуры на АТ = 10 К вес тела увеличился на APi = 1,96 • 10
Н. Как изменится вес тела при увеличении температуры воздуха до Т\ - 323
К и увеличении давления до р\ = 106 кПа? Расширением тела пренебречь.
9.45. Лазерные трубки объемом 60 см3 должны заполняться смесью гелия и
неона в молярном отношении 5:1, их общее давление должно быть при этом
равно 6 мм рт. ст. Имеются два баллона с этими газами, каждый объемом 2 •
10_3 м3. Давление в баллоне с гелием равно 50 мм рт. ст., давление в
баллоне с неоном -200 мм рт. ст. Сколько трубок можно наполнить,
используя эти баллоны с газами?
9.46. В баллоне объемом V = 10-2 м3 содержится при температуре Т = 293 К
водород под давлением р = 10 МПа. Сколько водорода было потеряно, если
при сжигании оставшегося водорода образовалась вода массой m = 0,5 кг?
9.47. Воздушный шар диаметром 10 м удерживается веревкой, массой которой
можно пренебречь. На сколько изменится натяжение веревки при понижении
температуры воздуха с 300 до 270 К? Атмосферное давление нормальное.
9.48. Шар объемом V = 1 м3 наполнен гелием при температуре 3" 1 = 300 К и
давлении р\ = 120 кПа. Определите высоту, на которой шар будет находиться
во взвешенном состоянии, если его оболочка имеет массу т0 - 0,3 кг и при
подъеме на высоту I = 100 м давление воздуха падает на Ар = 133 кПа, а
223
температура понижается на АТ = 0,54 К. Атмосферное давление у поверхности
Земли нормальное.
9.49. На электрической плитке, выделяющей полезную мощность 1 кВт, стоит
чайник с кипящей водой. С какой скоростью пар выходит из носика чайника с
отверстием площадью 1 см2 при нормальном атмосферном давлении? Удельная
теплота парообразования воды при 373 К равна 2,26 МДж/кг. При решении
считать, что пар из-под крышки чайника не выходит.
9.50. В камеоу сгорания ракетного двигателя ежесекундно поступает
водороо, массой m и нужное для его полного сгорания количество кислорода.
Выходное сечение сопла S, давление газа в сечении р, температура Т.
Определите силу тяги двигателя.
9.51. Определите плотность смеси водорода массой 0,5 г и кислорода массой
32 г при температуре 280 К и давлении 93 кПа.
9.52. Сосуд объемом 2 л заполнен оксидом углерода (IV) и оксидом азота
(I). При температуре 400 К давление в сосуде 415 кПа. Определите массу
каждого газа в сосуде, если молярная масса смеси равна 3,7 • 10~2
кг/моль.
