Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Турчина Н.В. -> "Физика в задачах для поступающих в вузы" -> 194

Физика в задачах для поступающих в вузы - Турчина Н.В.

Турчина Н.В. Физика в задачах для поступающих в вузы — М.: Оникс, 2008. — 768 c.
ISBN 978-5-94666-452-3
Скачать (прямая ссылка): fizvzadachahdlyapostvvuzi2008.pdf
Предыдущая << 1 .. 188 189 190 191 192 193 < 194 > 195 196 197 198 199 200 .. 252 >> Следующая


P1 = pI RT, pн = RT,

Ц2 И

получим

р = Ц2Р1 = Ц2Р0 - ФЦ2Рн р = фр = ФРнЦ1 Р1 RT RT RT , Р2 ФРн RT

Найдем плотность влажного воздуха:

р = Ц 2 (Р 0 - ФРн ) + ФЦ 1Ph Рвл R T RT .

555
Используя условие задачи, получим

р = Ц2 (Po -ф 1Рн1 ) + Ф 1 Ц1Р н1 Рвл1 RT1 RT1 '

р = Ц2 (P0 -Ф 2Рн2) + Ф 2 Ц1Р н2 Рвл2 Ї? T Ї? Tt !

Aрвл = Рвл1 - Рвл2 = Ц1 P°°(5%-T1) - ^ f^ ^ I d 46 г/м3.

Ответ: Aрвл d 46 г/м3.

9.13.14. Масса воды, которую испарили,

m = m2 - M1, (1)

где m2 — масса паров воды, которая будет в баллоне после испарения воды (в конечном состоянии); m1 — масса паров в баллоне в на-

чальном состоянии.

Запишем уравнение Клапейрона—Менделеева для начального и конечного состояний паров воды:

PV = “ RT, (2)

Ц

PнV = “ RT. (3)

нЦ

Абсолютная влажность

Р = ~V. (4)

Решив систему уравнений (1)—(4), получим о тве т:

р = ^ - m d 13 г/м3. к RT V 1

9.13.15. Давление в сосуде при 12 = 127 0C равно

P = P1 + P2,

, , T2

где P1 — давление сухого воздуха: P1 = P1 —2; P2 — давление паров

1 1 1 T1 2

воды.

Найдем P2 из уравнения Клапейрона—Менделеева, предположив, что весь лед испарится:

P2 = “MT =6,64'104 Па.

556
Поскольку Р2 < Ph , то весь лед действительно испарится. Окончательно получим

T2 -RT2 „ „ „к „

P = P1 T2 + = 2,26 ¦ 105 Па.

Ответ: p = 2,26 ¦ 105 Па.

9.13.17. Так как пар в обеих частях сосуда насыщенный, то в начальном состоянии плотность пара в левой части равна рн1 =

= 0,0173 кг/м3, а в правой рн2 = 0,083 кг/м3 (из табличных данных). Если перегородку убрать, то

р = pH1 + р н2 = 0,0508 кг/м3.

Так как основная часть пара находится в более нагретой половине, то можно предположить, что пар, когда уберем перегородку, будет ненасыщенным. Тогда по закону сохранения энергии

^-! RT1 + ^-2 RT2 = і f— + — IRT,

2ц 1 2ц 2 2 V ц ц /

где m2 — массы пара в левой и правой частях сосуда соответст-

венно равны:

V V

m1 = Рн1 2 , m2 = Рн2 2

(здесь V — объем сосуда).

Решив систему приведенных уравнений, получим

T = p н 1 T1 + p h2T2 = 317,8 К; t = 44,8 °С.

рн1 + рн2

Действительно, t = 44,8 °С > 40 °С, следовательно, пар ненасыщенный и его давление

р = (p н1 + p н2) RT = 7453 Па.

2 ц V

9.14.5. Запишем уравнение Клапейрона—Менделеева для начального состояния пара:

pV = — RT1, (1)

ц1

где m1 — масса пара в начальном состоянии.

557
В конечном состоянии пар будет насыщенным (это можно доказать), и уравнение Клапейрона—Менделеева для этого состояния имеет вид:

PhF = V ^

где m2 — масса пара в конечном состоянии. Масса росы, выпавшей на стенках трубки, Am = m1 - m2.

Решив систему уравнений (1)—(3), получим

(2)

(3)

Am = .?- - — 'I d 9,65 • 10 6 кг.

R V T

T

Ответ: Am d 9,65 • 10-6 кг.

9.14.17. Если влажность воздуха 80% (рис. 9.14.2, состояние а), то подъемная сила шара равна нулю. Запишем первый закон Ньютона для проекций сил на ось OY:

Fa

mg = 0,

где m — масса воздушного шара (общая); Fa1 — сила Архимеда, равная:

fa1 = Рвл gV;

Рвл — плотность влажного воздуха:

Рвл Рвозд + Рп;

Рвозд — плотность сухого воздуха:

(Р -ФРн) Нвозд .

Рвозд =

RT

Yi

mg

O

о**

mg

а)

б)

2

F

O

558

Рис. 9.14.2
Pн— давление паров воды; рп — плотность паров воды:

ФРн Цн?с Рп R T .

Если влажность ф ^ 0 (рис. 9.14.2, состояние б), то Fa2 - mg = та,

где Fa2 — сила Архимеда:

FA2 = P2gV

Р2 — плотность воздуха. Если воздух сухой, то Р2 = Р°Цвозд .

2 2 RT Решив систему приведенных уравнений, получим

фрн(цвозд Цн2о) _ оп 2

a = g-----------д----2----- =0,39м/с2.

PoЦвозд - ФРн(Цвозд - Цн2о)

Ответ: a = 0,39 м/с2.

9.14.18. По условию задачи внешнее давление постоянно, температура уменьшается. Следовательно, уменьшается давление в сосуде, поэтому сила давления будет направлена внутрь баллона и равна:

F = (P0 -P2) nr2, гдеP2 — давление в сосуде при температуре t2 = 10 °С:

P2 = P2в + P2п ^2в — давление воздуха, P2n — давление пара).

Так как объем не изменяется, то давление воздуха при температуре t2 = 10 °С и начальное давление воздуха в сосуде связаны соотношением

pB = p^B

T1 T2

гдеP-^ — давление воздуха при температуре t1 = 40 °С:

P^ = Po - Ф P^, фp1н — давление паров воды при температуре t1 = 40 °С.

Давление паров воды при температуре t2 = 10 °С:

P2n ^нас

гдеP2mc — давление насыщенного пара при t2 = 10 °С.

Решив систему приведенных уравнений, получим

F=

Po і1 - T ) + ф Plн T - P2f

nr2 = 37,7 Н.

Ответ: F = 37,7 H.

559
9.14.19. Давление смеси газов в трубке (закон Дальтона)

P = P1 + P2, (1)

где P1 =Ph — давление насыщенных паров воды, P2 — давление гелия.

Так как столбик смеси газов находится в равновесии, то давление воды уравновешивает давление смеси:

P = Po+ pgx. (2)

Из уравнения Клапейрона—Менделеева для пара и гелия:

PhV = m RT, P2V = m RT Н Hl 2 H2

и уравнений (1), (2) получим

m1 = = 0,43 мг, m2 = VH2 (po -p н + P gx) = 435 ^.
Предыдущая << 1 .. 188 189 190 191 192 193 < 194 > 195 196 197 198 199 200 .. 252 >> Следующая
Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed