Физика. Задачи для поступающих в вузы - Бендриков Г.А.
Скачать (прямая ссылка):
421. В баллоне объема V = 10 л находится кислород, масса которого т = 12,8 г. Давление в баллоне измеряется U-образным манометром, заполненным водой. Какова разность уровней Ah воды в трубках манометра при температуре газа t = 27 °С? Атмосферное давление рй = 0,1 МПа. Плотность воды р = 103 кг/м3, молярная масса кислорода |i = 0,032 кг/моль.
422. В цилиндре под поршнем массы т - 6 кг находится воздух. Поршень имеет форму, показанную на рис. 58. Площадь сечения цилиндра 50 = 20 см2. Атмосферное давление р{) = 0,1 МПа. Найти массу груза М, который надо положить на поршень, чтобы объем воздуха в цилиндре изотермически сжать в два раза. Трением пренебречь.
423. Один конец цилиндрической трубки длины / = = 25 см и радиуса г = 1 см закрыт пробкой, а в другой
вставлен поршень, который медленно вдвигают в трубку. Когда поршень подвинется на расстояние А/ = 8 см, пробка вылетает. Считая температуру неизменной, найти силу трения F пробки о стенки трубки в момент вылета пробки. Атмосферное давление рп = 0,1 МПа.
424. Узкая цилиндрическая трубка длины L, закрытая с одного конца, содержит воздух, отделенный от наружного столбиком ртути длины h. Трубка расположена открытым концом вверх. Какова была длина / столбика воздуха в трубке, если при перевертывании трубки открытым концом вниз из трубки вылилась половина ртути? Плотность ртути равна р. Атмосферное давление равно р{).
Рис. 58
74
425. Посередине откачанной и запаянной с обоих концов горизонтально расположенной трубки длины L = 1 м находится столбик ртути длины h = 20 см. Если трубку поставить вертикально, столбик ртути сместится на расстояние / = 10 см. До какого давления р была откачана трубка? Плотность ртути р = 13,6 • 103 кг/м3.
426. Запаянную с одного конца трубку длины L = 76 см погружают в вертикальном положении открытым концом в сосуд с ртутью. На каком расстоянии / от поверхности должен находиться запаянный конец трубки, чтобы уровень ртути в ней был ниже уровня ртути в сосуде на величину h = 76 см? Плотность ртути р = 13,6 • 103 кг/м3. Атмосферное давление р{) = 0,1 МПа.
427. Открытую с обоих концов трубку длины L = 2 м погружают в вертикальном положении на половину ее длины в сосуд с ртутью. В трубку вдвигают поршень. На каком расстоянии / от поверхности ртути в сосуде должен находиться поршень, чтобы уровень ртути в трубке опустился на величину h = 1м? Плотность ртути р = 13,6 • 103 кг/м3. Атмосферное давление р0 =0,1 МПа.
428. К дну цилиндра длины /, с площадью поперечного сечения 5] приделана трубка длины /2 с площадью поперечного сечения S2- Трубка целиком погружена в ртуть (рис. 59).
На какую величину h опустится ртуть в трубке, если выдвинуть поршень до самого дна цилиндра? При какой минимальной площади поперечного сечения цилиндра 5, из трубки будет вытеснена вся ртуть?
Плотность ртути равна р. Атмосферное давление равно р(|.
429. В сосуд с ртутью погружена в вертикальном положении трубка с поршнем, открытая с нижнего конца. Если поршень находится на расстоянии Рис. 59 /0 = 1 см от поверхности ртути в сосуде, то уровни
ртути в сосуде и трубке одинаковы. Найти давление воздуха р в трубке после подъема поршня над уровнем ртути в сосуде до высоты / = 75 см. Плотность ртути р = 13,6 • 103 кг/м3. Атмосферное давление р0 = 0,1 МПа.
430. Для измерения глубины погружения в море различных приборов применяется запаянная с одного конца стеклянная трубка длины /0 = 1 м, которая погружается в воду вместе с приборами в вертикальном положении открытым концом вниз. Максимальная глубина погружения Н вычисляется по минимальной высоте / сжатого воздуха в трубке. Для определения высоты / внутренние
75
стенки трубки покрываются легкорастворимой в воде краской. Та часть трубки, куда не проникла вода, остается окрашенной. На какую глубину Н была опущена трубка, если оказалось, что / = 0,2 м? Плотность воды р = 103 кг/м3. Атмосферное давление Ро = 0,1 МПа. Температуру воздуха в трубке считать постоянной.
431. Пузырек воздуха поднимается со дна водоема, имеющего глубину Н. Найти зависимость радиуса пузырька г от глубины h его местонахождения в данный момент времени, если его объем на дне водоема равен V. Силы поверхностного натяжения не учитывать.
432. Тонкий резиновый шар радиуса = 2 см заполнен воздухом при температуре = 20 °С и давлении р{) = 0,1 МПа. Каков будет радиус шара г2, если его опустить в воду с температурой t2 = 4 °С на глубину h = 20 м?
433. Из затонувших подводных лодок иногда спасались, открывая сначала нижние клапаны (кингстоны), а затем верхний люк, и с пузырем воздуха выскакивали на поверхность. Какая доля к объема лодки не заливалась водой после открытия кингстонов, если лодка находилась на глубине h = 42 м? Плотность морской воды р = 1,03 • 103 кг/м3. Начальное давление воздуха в лодке р0 = 0,1 МПа.
434. Оболочку аэростата, объем которой V] = 600 м3, заполняют при атмосферном давлении р0 = 0,1 МПа гелием, имеющим объем V2 = 500 м3. На какой высоте над уровнем Земли газ целиком заполнит оболочку аэростата? Атмосферное давление убывает вблизи Земли на Ар{) =133 Па при подъеме на каждые АН = 11 м высоты. Температуру считать постоянной.
