Сборник задач по физике - Славов А.В.
Скачать (прямая ссылка):
кПа. Из баллона выпустили 80% газа и охладили его до 12°С. Какое давление
установится в баллоне?
1733. Чему равна плотность воздуха при нормальных условиях? Эффективная
молярная масса воздуха М= 0,029 кг/моль. Начертите графики изменения
плотности идеального газа в зависимости от температуры в изотермическом,
изобарном, изохорном процессах.
17.34. Плотность смеси из неона и аргона при давлении Р= 150 кПа и
температуре Т = 300 К равна р= 1,8 кг/м3. Сколько молей аргона содержится
в смеси, если масса неона m = 0,01 кг? Молярная масса неона Mi = 0,02
кг/моль, аргона М2 - 0,04 кг/моль, R- 8,31 Дж/(моль-К).
1735. В баллоне находится газ, плотность которого р = 2кг/м3, давление р\
= 105 Па. Из баллона откачали часть газа, при этом масса его уменьшилась
на Ат = 4 г, а давление упало до /ъ = 0,6-105 Па; температура осталась
прежней. Найдите объем баллона.
1736. Объем газа при нагревании изменяется по закону V = а ¦ 4т , где а -
постоянная величина. Начертите графики этого процесса в координатах (р,
V) и (V, Т).
17.37. Идеальный газ расширяется по закону pV2 = const. Как меняется его
температура?
17.38. В баллоне объемом V= 10 л находится кислород (М= = 0,032 кг/моль)
массой т=12,8г. Давление в баллоне измеряется [/-образным манометром,
заполненном водой. Какая разность уровней в трубках манометра при
температуре газа Г = 27°С? Атмосферное давление нормальное, плотность
воды р = 103 кг/м3.
1739. В вертикально стоящем сосуде со свободно двигающимся поршнем массой
mi и площадью 5 находится некоторое количество идеального газа. При
нагреве газа на А Т его объем увеличивается на А И Найдите массу тг газа,
если атмосферное давление ро. Молярная масса газа М.
So
17.40. В цилиндре под поршнем массой т, = 6кг находится воздух.
Поршень имеет форму, показанную на рис. 17.40. Площадь сечения цилиндра
А0= 20 см2. Атмосферное давление нормальное. Найти массу т2 груза,
который надо положить на поршень, чтобы объем воздуха в цилиндре
уменьшился в два раза. Температура воз-
Рис. 17.40 духа не меняется, трением пренебречь.
144
17.41. Давление воздуха внутри плотно закупоренной бутылки при
температуре t=7°C было равно р = 105 Па. На сколько градусов А/ нужно
нагреть бутылку, чтобы из нее вылетела пробка? Известно, что из холодной
бутылки без нагревания пробку можно вынуть, приложив силу F=50 Н. Сечение
пробки 5=4 см2.
17.42. В узкой стеклянной трубке, запаянной с одного конца и
расположенной горизонтально, находится столбик воздуха длиной I-= 30,7
см, запертый столбиком ртути длиной h = 21,6 см. Найдите длину воздушного
столбика, если: 1) трубку расположить вертикально отверстием вверх; 2)
трубку расположить под углом а=30° к горизонту отверстием вниз (ртуть при
этом не выливается) ? Атмосферное давление нормальное, плотность ртути р=
1,36-104 кг/м3.
17.43. Открытая с двух концов трубка длиной 1 = 0,76 м до половины
погружена вертикально в ртуть. Какая будет длина ртутного столбика h,
если, плотно закрыв верхнее отверстие, вынуть трубку из ртути?
Атмосферное давление нормальное, плотность ртути р= 1,36 104 кг/м3.
i i Г ^
17.44. Запаянная с одного конца цилиндрическая трубка длиной L
погружается в воду открытым концом ^ вниз до тех пор, пока запаянный ее
конец не оказался
на одном уровне с поверхностью воды (рис. 17.44). i <
Когда температура воздуха в трубке сравнялась с температурой воды,
оказалось, что вода в трубке находится на уровне нижнего ее среза.
Определите начальную РиС-17-44 температуру воздуха Гь если температура
воды остается постоянной и равной Тг. Атмосферное давление р0, плотность
воды р. В процессе опыта воздух из трубки не выходил.
17.45. Посередине закрытой с обоих концов трубки длиной L = 1 м,
расположенной горизонтально, находится в равновесии подвижная
перегородка. Слева от нее температура газа г, = 100°С, справа температура
того же газа t2 = 0°С. На каком расстоянии от левого конца трубки
установится перегородка, если после теплообмена температура газа в обеих
частях трубки станет одинаковой?
17.46. Сосуд вместимостью У, = 5л содержит газ при давлении р, = 100кПа.
Сосуд соединили с другим пустым сосудом, вместимость которого У2 = 3л.
Чему равно установившееся давление р2 в сосудах, если температура газа не
менялась?
145
17.47. Под каким давлением р{ нужно наполнить воздухом баллон объемом V,
= 10 л, чтобы при соединении его с баллоном объемом У2=30л, содержащим
воздух при р2 = 0,1 МПа, установилось давление р = 200кПа?
17.48. В сосуд, на дне которого лежит твердый шар, нагнетают воздух при
г=27°С. Когда давление в сосуде стало равно р = 2106 Па, шар поднялся
вверх. Чему равна масса шара, если его радиус г=5см? Молярная масса
воздуха М= 0,029 кг/моль.
17.49. Закрытый цилиндрический сосуд высотой h разделен на две равные
части невесомым поршнем, скользящим без трения. При застопоренном поршне
обе половинки заполнены газом, причем в одной их них давление газа в п
раз больше, чем в другой. Определите перемещение поршня х после снятия
