Задачи по физике и методы их решения - Балаш В.А.
Скачать (прямая ссылка):
находится вода Над поршнем находится азот массой та =
= 0,14 г. Начальная температура сосуда Т\ - 333 К- На сколько
переместится поршень, если сосуд нагреть до Гг = 373 К? Давление
насыщающих паров воды при 333 К равно р".п = 22 кПа.
10.7. Запаянную с одного конца трубку, содержащую некоторое количество
воздуха, опустили в резервуар с ^одой. Длина подводной части трубки 2Н =
2 м, уровень воды внутри трубки отстоит на расстоянии Н от ее запаянного
конца, начальная температура всей системы 273 К. Найдите положение уровня
воды в трубке после нагревания всей системы до 373 К. Атмосферное
давление нормальное, давлением паров воды при 273 К пренебречь.
10.8. При нормальном атмосферном давлении в сосуд вводят кислород О2 и
метан СН4 в таком количестве, что парциальные давления газов оказываются
равными. Сосуд закрывают и производят взрыв: СН4 + 20г = СОг + 2НгО.
После этого'
сосуд охлаждают до начальной температуры. Зная, что давление насыщающих
паров воды при этой температуре равно 2,24 кПа, определите установившееся
давление в сосуде.
10.9. Сосуд объемом 1,25 • 10-3 м3 содержит сухой воздух при нормальных
условиях. В сосуд вводят воду массой 0,9 г, закрывают его и нагревают до
363 К. Чему равно давление влажного воздуха в сосуде? Как изменится
ответ, если взять сосуд емкостью 2,5 • 10~3 м3? Давление насыщающих паров
воды при 363 К равно 70 кПа.
10.10. Два сосуда объемом 10-2 м3 каждый содержат сухой воздух при
нормальных условиях. В один сосуд вводят воду массой 3 г, в другой -
массой 15 г и оба сосуда нагревают до 373 К- Чему равно давление влажного
воздуха в сосудах? Каково будет давление влажного воздуха в сосудах, если
их соединить короткой трубкой и дать газам перемешаться?
10.11.-В сосуде объемом V-\ м находится смесь воздуха с парами эфира.
Внесенный в сосуд барометр при температуре Т = 303 К показывает давление
р - 107 кПа. Определите
236
массу воздуха и эфира в сосуде, если известно, что конденсация паров в
нем начинается при То - 273 К. Давление насыщенного пара эфира при 273 К
равно р03 - 24,4 кПа. Относительная молекулярная масса эфира 74, воздуха
29.
10.12. В двух одинаковых сосудах объемом 5 • 10~4 м3 каждый находится
водород и кислород при температуре 293 К- Давление водорода 26,6 кПа,
кислорода 53,2 кПа. Оба сосуда соединили между собой и, после того как
газ перемешался, пропустили электрический ток, в результате чего гремучая
смесь сгорела. Каким станет давление в сосудах после того, как
установится первоначальная температура? Давление насыщающих паров воды
при 293 К равно 2,32 кПа.
10.13. Найдите среднее расстояние между молекулами насыщенного водяного
пара при 373 К. Во сколько раз это расстояние больше расстояния между
молекулами воды при 273 К?
10.14. В цилиндре под легким незакрепленным поршнем находится насыщенный
водяной пар объемом V = 1 м . Сколько льда, взятого при 273 К, надо
бросить в сосуд, чтобы весь пар сконденсировался? Атмосферное давление
нормальное. Удельная теплота парообразования воды при 373 К равна г =
2,26 МДж/кг, удельная теплота плавления льда К = 0,33 МДж/кг.
Теплоемкостью и теплоотдачей цилиндра пренебречь.
10.15. В цилиндре под невесомым поршнем площадью 10~2 м2 находится
водяной пар массой 1,8 • 10-2 кг при нормальном атмосферном давлении. В
цилиндр впрыснули такое же количество воды, имеющей температуру 273 К.
Пренебрегая теплоемкостью и теплопроводностью цилиндра, определите
расстояние, на которое опустится поршень. Удельная теплоемкость воды 4,19
кДж/(кг • К), удельная теплота парообразования воды при 373 К равна 2,26
МДж/кг.
10.1b. В, цилиндрическом сосуде под поршнем находятся пары воды в объеме
2 • 10_3 м3 при температуре 373 К и давлении 100 кПа. При постоянном
внешнем давлении поршень опускают настолько, что объем уменьшается вдвое.
Какое количестве теплоты надо отвести от сосуда для того, чтобы
температура пара не изменилась? Объемом сконденсировавшейся воды
пренебречь.
10.17. В цилиндре под невесомым поршнем имеется вода массой 1 кг'при
температуре 273 К. В воду опускают цусок раскаленного железа массой 2 кг,
поле чего поршень поднимается на 0,64 м. До какой температуры было
нагрето железо? Атмосферное давление нормальное, удельная теплоемкость
железа 500 Дж/(кг • К), площадь поршня 0,1 м2. Теплоотдачей и
теплоемкостью цилиндра пренебречь.
10.18. В цилиндре под поршнем в объеме 1,674 • 10~3 м3 находится
насыщенный водяной пар при температуре 373 К, масса пара 10~3 кг. Какую
работу нужно совершить, чтобы изотермически сжать пар до полной
конденсации в жидкость?
237
При температуре 373 К плотность воды, находящейся под давлением ее
насыщающего пара, равна 96 кг/м3
10.19. Температура воздуха в комнате объемом 150 м3 равна 6°С,
относительная влажность 80%. Сколько воды нужно испарить в этой комнате,
чтобы при увеличении температуры до 18°С относительная влажность стала
равна 60%? Плотности насыщающих паров воды при этих температурах равны
