Физика в задачах для поступающих в вузы - Турчина Н.В.
ISBN 978-5-94666-452-3
Скачать (прямая ссылка):
9.14.8. В баллоне емкостью V = 3 л находится воздух с относительной влажностью Фі = 60% при температуре tj = 17 °С. Чему будет равна влажность воздуха, если в баллон добавить m = 1 г воды, а температуру повысить до t2 = 100 °С?
9.14.9. В герметичный сосуд объемом Vo = 0,4 м3, наполненный влажным воздухом с относительной влажностью ф! = 20% при температуре tj = 30 °С, добавили воду объемом Vj =1,5 см3, а затем температуру системы понизили до t2 = 10 °С. Какой объем воды останется в сосуде по истечении большого промежутка времени?
9.14.10. В цилиндре под поршнем в пространстве объемом Vj = 1,5 л находятся воздух и насыщенный водяной пар при температуре tj = 20 °С. Какова будет относительная влажность воздуха в цилиндре, если объем уменьшить до V2 = 0,1 л, а температуру повысить до t2 = 100 °С? Атмосферное давление р0 = 105 Па.
9.14.11. В цилиндрическом сосуде под поршнем при температуре T = 350 К находится насыщенный водяной пар. При изотермическом вдвигании поршня была совершена работа A = 2 кДж. Определите массу сконденсировавшегося при этом пара. Молярная масса воды M = 0,018 кг/моль.
9.14.12. В цилиндрическом сосуде при температуре t = 80 °С находится насыщенный водяной пар. При изотермическом сжатии пара совершают работу A = 4 Дж. Какое количество теплоты при этом выделилось? Удельная теплота парообразования воды при 80 °С равна r = 2,2 • 106 Дж/кг. Воздуха в сосуде нет.
9.14.13. В сосуде объемом V = 3 м3 при температуре t = 30 °С находится воздух с относительной влажностью Фо = 40%. В сосуд ввели некоторое количество воды при температуре tj = 0 °С. Найдите отно-
209
сительную влажность воздуха в сосуде после полного испарения воды, если температуру сосуда поддерживают равной 30 °С, а в процессе установления равновесия сосуду сообщено количество теплоты Q = = 68,4 • 103 Дж. Удельная теплота парообразования г = 2,26 МДж/кг.
9.14.14. В цилиндрическом сосуде под легким поршнем площадью S = 5^10-3 м2 находится m = 300 г воды при температуре t = 20 °С. Воде сообщили количество теплоты Q = 101,7 кДж. На какую высоту поднимется поршень? Атмосферное давление po = 105 Па. Молярная масса воды M = 0,018 кг/моль. Воздуха под поршнем нет.
9.14.15. Пробирка погружена вертикально в широкий сосуд с водой запаянным концом вверх так, что расстояние от поверхности воды до запаянного конца l = 2 м. При температуре ^ = 20 °С уровень воды в пробирке совпадает с уровнем воды в сосуде. Насколько опустится уровень воды в пробирке, если температуру системы увеличить до t2 = 75 °С? Упругость насыщенного водяного пара при температуре 20 °С не учитывать.
9.14.16. Пробирка погружена вертикально в широкий сосуд с водой запаянным концом вверх так, что расстояние от поверхности воды до запаянного конца l = 2,5 м. При температуре t1 = 100 °С уровень воды в пробирке на некоторую величину x ниже уровня воды в сосуде. При охлаждении системы до t2 = 10 °С уровень воды в пробирке стал выше уровня воды в сосуде на такую же величину x. Найдите значение x. Плотность воды р = 103 кг/м3, атмосферное давление p0 = 105 Па. Упругостью насыщенного пара при 10 °С пренебречь.
• 9.14.17. Если влажность воздуха ф = 80% и его температура t = = 50 °С, то подъемная сила воздушного шара, наполненного гелием, равна нулю. Чему будет равно ускорение шара, если влажность воздуха станет пренебрежимо малой? Температура и давление воздуха не изменится. Давление воздухаp0 = 105 Па.
• 9.14.18. Баллон частично заполняют водой и герметично закрывают плоской крышкой радиусом r = 3 см. Начальная температура в баллоне t1 = 40 °С, относительная влажность воздуха ф = 60% и его давление p0 = 105 Па. Найдите силу давления на крышку сосуда при его остывании до температуры t2 = 10 °С. Куда эта сила направлена? Давление окружающего воздуха постоянно и равно p0 = 105 Па.
Изменение объема воды и ее тепловое расширение не учитывать.
• 9.14.19. В трубке, которая погружена в воду, находится смесь гелия и насыщенного водяного пара (рис. 9.14.1), занимающая объем V = = 30 см3 при температуре t = 17 °С. При этом уровень воды в трубке ниже уровня воды в сосу____________ _ де на x = 10 см. Найдите массу гелия m1 и мас-
Рис. 9.14.1 су водяного пара m2 в трубке.
210
9.15. Поверхностное натяжение
Рис. 9.15.1
Рис. 9.15.2
9.15.1. Спичка длиной 1 = 4 см плавает на поверхности воды. Если по одну сторону от спички налить касторовое масло, то спичка придет в движение. Определите силу, действующую на спичку, и ее направление. Коэффициенты поверхностного натяжения воды и масла О1 = 72 мН/м и О2 = 33 мН/м соответственно.
9.15.2. Пленки двух жидкостей разделены планкой длиной 1 (рис. 9.15.1). Коэффициенты поверхностного натяжения жидкостей равны соответственно О1 и О2. Какая сила действует на планку со стороны жидкостей?
9.15.3. Легкая незамкнутая жесткая рамка формой, показанной на рисунке
9.15.2, плавает на поверхности воды. Что будет происходить с рамкой, если внутрь нее капнуть мыльный раствор? Какая сила F и в каком направлении будет действовать на рамку? Коэффициенты поверхностного натяжения воды и мыльного раствора равны О1 и О2 соответственно.
