Повторительный цикл по физике - Грушин В.В.
Скачать (прямая ссылка):
11.5. При каждом ходе поршневой компрессор захватывает V0 = 10дм3 воздуха из атмосферы при нормальных условиях и нагнетает его в резервуар объемом V = IOjm3. Температура воздуха в резервуаре поддерживается постоянной и равной T = 323К. Сколько ходов должен сделать поршень компрессора, чтобы повысить давление в резервуаре до P = 1OF0, где P0 - нормальное атмосферное давление?
11.6. Воздух находится под поршнем массой m = 20кг и сечением S = 20см'. После того, как сосуд стали двигать вверх с ускорением а = 5м/с2, высота столба воздуха в сосуде уменьшилась на n = 20%. Считая температуру воздуха внутри сосуда неизменной, найти атмосферное давление F0. Трением между поршнем и стенками сосуда пренебречь.
29 11.7. В баллонах объемом V1 =12л и V2 = 18л, соединенных короткой трубкой с краном (трубка вначале перекрыта), находятся газы - кислород и гелий под давлением Pi =21 атм к P2= 45атм соответственно при одинаковой температуре T = ЗООЛТ. Найти установившееся давление P в смеси газов, образовавшейся после открывания крана, и плотность смеси газов. Молярные массы кислорода и гелия ц, = 32 гjмоль и ц2 = 4 г/моль.
11.8. В цилиндрическом сосуде под невесомым поршнем находится газ при температуре Ti = 300AT. Высота столба газа H = 0,5м. Над поршнем, герметично прилегающим к гладким стенкам цилиндра, налита ртуть, заполняющая сосуд до краев. Высота столба ртути h = 0,2м. До какой температуры T2 следует медленно нагреть газ под поршнем, чтобы ртуть из сосуда вылилась? Плотность ртути р = 13,6 • 103 кг/м1, атмосферное давление P0 =IO5 Па.
11.9. В цилиндре с площадью сечения S = 5см2 массы M = \кг находится газ. При увеличении абсолютной температуры газа в п = 1,5 раза поршень поднимается вверх и упирается в уступы. При этом объем газа увеличивается в k = 1,2 раза. Определить силу, с которой поршень давит на уступы. Атмосферное давление P0 = ЮОкПа (Рис.61).
11.10. В баллоне объемом V = 10л содержится водород при температуре t = 20° С под давлением P = 1 ОМПа. Какая масса водорода Am была выпущена из баллона, если при полном сгорании газа образовалось т = 50г воды.
11.11. Цилиндр разделен на два равных отсека перегородкой с отверстием, закрытым пробкой. Пробка вылетает при перепаде давлений AP. С одного конца цилиндр закрыт наглухо, с другого - поршнем. В обоих отсеках в начальный момент времени находится газ под давлением P. Поршень начинают медленно вытягивать, так что температура газа не меняется. После вылета пробки движение прекращают. Найдите установившееся давление в сосуде.
11.12. В замкнутом сосуде к верхней стенке на пружине жесткостью к = 4 Н/м подвешена сфера объемом V = 2л. На какую высоту поднимется сфера, если при постоянной температуре t = \TC давление воздуха в сосуде повысить от Px = 100кПа до P2 = 500кПа!
30
ZL
.U
...... I TTTl
Рис. 61 Молярная масса воздуха ц = 29 г/моль.
11.13В баллонах, объемы которых Vx = 5л и V2 = 1 Ол, находятся одинаковые массы одного и того же газа при давлении Px = 0,ХМПа и P2= 0,25МПа соответственно. Баллоны соединены короткой трубкой с краном (вначале закрыт). Найти установившееся давление P в газе после открывания крана. Баллоны и трубка с краном теплонепроницаемы.
11.14 Сосуд емкостью V = 200л разделен пополам полупроницаемой перегородкой. В одну половину введена масса тх = 2г водорода (ц, = 2г/моль) и т2 = 28г азота (|i2 = 28г/моль), в другой половине - вакуум. Через перегородку может диффундировать только водород. Во время процесса поддерживается температура T = 373К. Какие давления Px и P2 установятся в обеих частях сосуда?
11.15В сосуде находится смесь азота и водорода. При температуре T, когда азот полностью диссоциировал на атомы, а диссоциацией водорода еще можно пренебречь, давление в сосуде равно P. При температуре 2T, когда оба газа полностью диссоциировали, давление в сосуде равно ЪР. Каково отношение п чисел атомов азота и водорода в смеси?
11.16. Определите относительную влажность f воздуха находящегося в баллоне емкостью V = 83 л, при температуре t = 100° С, если до полного насыщения пара понадобилось испарить в этот объем дополнительно Am = 18г воды.
12. ТЕРМОДИНАМИКА ГАЗОВЫХ ПРОЦЕССОВ.
12.1. В цилиндре под легким поршнем площадью S = 50см2 находится воздух при температуре T = 300К. Поршень расположен на высоте H = 0,6м от основания цилиндра. На поршне лежит гиря массой т = 10кг. Какую работу А совершит газ, если его нагреть на AT = 50К ? Атмосферное давление P0 =IO5 Па.
12.2. Газ совершает круговой процесс, состоящий из 4-х простых процессов: изобарического расширения 1-2, изохорического охлаждения 2-3, изобарического сжатия 3-4 и изохорического нагревания 4-1. Температура газа в состоянии 2 в n = 4 раза превышает температуру в состоянии 4, а температура в состояниях 1 и 3 одинакова. Во сколько раз к величина работы расширения газа A1 _2 превышает ве-
31 личину работы сжатия А3_4?
12.3. Два моля (v = 2) идеального газа изобарически расширяются, увеличивая объем в п = 2 раза. Затем газ изохорически охлаждается до первоначальной температуры. Работа, совершенная газом, при этом равна А = 4,1 ЪкДж. Найти максимальное значение температуры T газа во время этого процесса.
