Физика. Задачи для поступающих в вузы - Бендриков Г.А.
Скачать (прямая ссылка):
78
452. Цилиндр разделен на две части подвижным поршнем, имеющим массу т и площадь сечения S. При горизонтальном положении цилиндра давление газа в сосуде по обе стороны поршня одинаково и равно р. Найти давление р'газа над поршнем, когда цилиндр расположен вертикально. Температуру считать постоянной.
453. В трубке длины L = 1,73 м, заполненной газом, находится столбик ртути длины h = 30 мм. Когда трубка расположена вертикально, ртуть делит трубку на две равные части. Давление газа над ртутью /? = 8 кПа. На какое расстояние / сдвинется ртуть, если трубку положить горизонтально? Плотность ртути равна р.
454. В объеме V = 4 л находится масса т = 0,012 кг газа при температуре Т = 450 К. При какой температуре Т’ плотность этого газа р' = 6 кг/м3? Давление считать постоянным.
455. Открытую стеклянную колбу, имеющую форму шара радиуса г = 2 см, с горлышком длины / = 10 см и диаметра d- 1 см нагрели до некоторой температуры tx, а затем погрузили целиком в воду горлышком вниз. При охлаждении колбы вода вошла в горлышко. Когда колба приняла температуру воды Г2 = 13 °С, ее приподняли из воды, не переворачивая, так что шарообразная часть оказалась над водой, а горлышко - частично погруженным в воду. Когда уровни воды в горлышке и снаружи выровнялись, под водой осталась половина горлышка. Какова температура t\, до которой была нагрета колба? Тепловым расширением колбы пренебречь.
456. Воздух в открытом сосуде нагревают от температуры г, = 10 °С до температуры t2 = 600 °С. Затем, герметически закрыв сосуд, охлаждают воздух в нем до первоначальной температуры t\. Найти плотность воздуха в сосуде при температуре t2 и после охлаждения. Плотность воздуха при нормальных условиях р0 = = 1,3 кг/м3. Тепловым расширением сосуда пренебречь.
457. Цилиндр с тяжелым поршнем, расположенный вертикально, заполнен кислородом, масса которого m = 10 г. После увеличения температуры на ДТ = 50 К поршень поднялся на высоту й = 7 см. Найти массу поршня М, если давление газа над поршнем р0 = 0,1 МПа. Площадь поршня S = 100 см2. Молярная масса кислорода |Х = 0,032 кг/моль.
458. В запаянной цилиндрической трубке, расположенной горизонтально, находится воздух при нормальных условиях. Трубка разделена подвижным поршнем на две части, отношение объемов
79
которых Vx/V2= 1/2. До какой температуры tx следует нагреть меньшую часть трубки и до какой температуры t2 охладить большую часть трубки, чтобы поршень делил трубку на две равные части? Нагревание и охлаждение обеих частей производится при V/T = const.
459. Посередине закрытой с обоих концов трубки длины L = 1м, расположенной горизонтально, находится в равновесии подвижная перегородка. Слева от нее температура газа tx = 100 °С, справа -t2 = 0°С. На каком расстоянии / от левого конца трубки установится перегородка, если температура всего газа станет равной t2 = 0 °С?
460. Открытую пробирку с воздухом при давлении рх медленно нагрели до температуры tx, затем герметически закрыли и охладили до температуры t2 = 10 °С. Давление при этом упало до р2 = 0,1 рх. До какой температуры tx была нагрета пробирка? Тепловым расширением пробирки пренебречь.
461. В цилиндре под поршнем находится воздух при давлении рх = 0,2 МПа и температуре tx = 27 °С. Какой массы груз т нужно положить на поршень после нагревания воздуха до температуры t2 = 50 °С, чтобы объем воздуха в цилиндре был равен первоначальному? Площадь поршня S = 30 см2.
462. Манометр на баллоне с газом в помещении с температурой г, = 17 °С показывает давление р = 240 кПа. На улице показание манометра уменьшилось на Др = 40 кПа. Найти температуру воздуха на улице, если атмосферное давление р{) = 0,1 МПа.
463. При изготовлении электроламп их наполняют инертным газом при температуре ?! = 150 °С. Под каким давлением должны наполняться лампы, чтобы при температуре t2 = 300 °С, которая устанавливается в лампе при горении, давление не превышало р0 = 0,1 МПа.
464. Доказать, пользуясь законами идеальных газов, равенство температурных коэф-
Рис 62 фициентов объемного расширения а и дав-
лениия (3.
465. На рис. 62 дан график изменения состояния идеального газа в координатах V, Т. Представить этот процесс на графиках в координатах p,Vup, Т.
466. Г аз последовательно переводится из состояния 1 с температурой Тх в состояние 2 с температурой Т2, а затем в состояние 3 с температурой Т3 и возвращается в состояние 1. Найти температуру
80
т3, если процессы изменения состояния происходили так, как это показано на рис. 63, а температуры Г, и Т2 известны.
467. Газ, занимающий при температуре Г, = р = 400 К и давлении /?, =0,1 МПа объем V, = 2 л, ' изотермически сжимают до объема V2 и давления р2, затем изобарно охлаждают до температуры Тз = 200 К, после чего изотермически изменяют объем до V4 = 1 л. Найти конечное давление р4.
468. Решить предыдущую задачу графически, L
построив графики в координатах р, V\ р,Т и V, Т. 0 1/
469. Вычислить газовую постоянную R, кото- рис. бз рая входит в уравнение pVц = RT, описывающее состояние одного моля газа.
470. Найти массу m водорода, находящегося в баллоне объема
