Сборник задач по физике - Славов А.В.
Скачать (прямая ссылка):
в процессе адиабатного сжатия достигается температура Г4 = Г3 / 0,75.
,. ,, 19.12. Идеальный одноатомный газ расширя-
Рис. 19.11
ется от объема Vi до V2 по закону p = aV, где а - постоянная величина.
Затем газ изохорно охлаждается до первоначального давления и изобарно
сжимается до первоначального объема. Определите КПД цикла.
19.13. Холодильник, потребляющий из электрической сети мощность N, за
время т превратил в лед воду, имеющую массу т и температуру t.
Пренебрегая теплоемкостью холодильника, определите, какое количество
теплоты выделит холодильник в кухне за это время. Необходимые для решения
задачи табличные величины считать известными. Во сколько раз изменится
температура в кухне, где стоит холодильник, если дверку работающего
холодильника оставить открытой?
19.14. За время т = 1 ч в холодильнике превращается в лед при г=0°С масса
воды т = 3,6 кг, начальная температура которой t2 = 20°С. Какая мощность
потребляется холодильником от электросети, если он отдает в окружающее
пространство энергию со скоростью q - 840 Дж/с ? Удельная теплота
плавления льда г= 0,33 МДж/кг, удельная теплоемкость воды с = 4,2-Ю3
Дж/(кг-К).
19.15. В первом закрытом сосуде находится вода и ее насыщенный пар. Во
втором закрытом сосуде находится только водяной пар. Во сколько раз
изменится давление в этих сосудах при повышении температуры? Нарисуйте
график зависимостиp=f{T) для обоих сосудов.
19.16. Начертите в координатах (р, V) три изотермы для вещества при
температурах ниже критической, равной критической и выше критической.
Укажите на диаграмме точку, соответствующую критическому объему и
давлению.
19.17. Какое давление будет создавать водяной пар, насыщенный при t=
100°С, если в момент насыщения его отделить от воды и изохорно нагреть на
Д1=50°С ?
154
19.18. Насыщенный водяной пар при температуре t= 100°С занимает объем Г,
= 20л. Путем изотермического сжатия объем пара уменьшают до V2= Юл. Чему
равна работа внешних сил? Объемом воды, образовавшейся при конденсации,
пренебречь. Нарисуйте график процесса в координатах (Р, V).
19.19. В герметически закрытый сосуд объемом У=5м3 поместили т = 20 кг
воды и нагрели до температуры Т= 453 К. Найти массу пара и давление пара
в сосуде. Плотность насыщенного пара при температуре Т = 453 К рама р =
5,05 кг/м3. Молярная масса воды М= 0,018 кг/моль.
19.20. В цилиндре под поршнем площадью 5 = 0,01 м2 находится v = 1 моль
воды при = 0°С. Цилиндр нагревается до t2 = 200°С. На какую высоту h
поднимется поршень? Масса поршня /и = 100 кг; первоначально поршень
соприкасался с водой. Атмосферное давление нормальное. Давление
насыщенных водяных паров при f2 = 200°C рн = 1,6-106Па; молярная масса
воды М= 1,8-10"4кг/моль; плотность воды р=103кг/м3. Поршень в цилиндре
перемещается без трения.
19.21. В задаче 19.19. под поршнем первоначально находилось V, = 1 моль
воды и v2= 1 моль воздуха. Все остальные условия те же самые. На сколько
в этом случае поднимется поршень? Объемом воды в этом случае можно
пренебречь.
19.22. В цилиндре под поршнем находится вода массой тпх = 35 мг и водяной
пар массой т2 = 25 мг при температуре f=27°C. Газ изотермически
расширяется. При каком объеме вода в цилиндре полностью испарится?
Давление насыщенных паров воды при температуре f=27°C равнорн = 3,56 кПа.
Молярная масса воды М= 0,018 кг/моль.
19.23. В цилиндре под поршнем находится водяной пар при температуре f,=
100°C и давлении р, =40 кПа. Объем пара изотермически уменьшают в пять
раз. Найдите давление р2 пара в цилиндре. Нарисуйте график процесса в
координатах (Р, V).
19.24. В сосуде емкостью V= 10 л находится сухой воздух при нормальных
условиях. Каким будет давление в этом сосуде, если туда налить воду
массой т = 2г и нагреть сосуд до t2 = 100°С? Молярная масса воды М= 0,018
кг/моль.
19.25. В задаче 19.24 в сосуд налили т = 1т воды и нагрели до t2 = 100°С.
Каким будет давление в этом случае?
155
19.26. Температура воздуха вечером была f,= 18°С, относительная влажность
г=65%. Ночью температура воздуха понизилась до t2=9°С. Была ли роса? Если
была, то сколько водяного пара сконденсировалось из 1 м3 воздуха?
Давление насыщенных паров воды при 18°С составляет р, = 2,07кПа, а при
9°С - р2= 1,15кПа. Молярная масса воды М= = 0,018 кг/моль.
19.27. Воздух имеет температуру tx = 38°С и абсолютную влажность,
р,=25г/м3. Какой будет абсолютная влажность р2 этого воздуха, если
температура понизится до t2- 10°С? Давление насыщенных паров воды при
10°С составляет />н= 1,23 кПа. Молярная масса воды М-= 0,018 кг/моль.
Чему равна относительная влажность при t2 ?
19.28. При какой максимальной относительной влажности воздуха г в комнате
бутылка молока, взятая из холодильника, не будет запотевать? Температура
в холодильнике ?,=5°С, а в комнате - t2 = 25°C. Давление насыщенных паров
воды при 5°С составляет /?н 5о = 886Па, а при 25°С - рл 25о=3192 Па.
19.29. Сухой и влажный воздух при одинаковой температуре t=21°C и
