Тема №5276 Ответы к задачам по физике Механика (Часть 3)
Поиск задачи:

Рассмотрим тему Ответы к задачам по физике Механика (Часть 3) из предмета Физика и все вопросы которые связанны с ней. Из представленного текста вы познакомитесь с Ответы к задачам по физике Механика (Часть 3), узнаете ключевые особенности и основные понятия.

Уважаемые посетители сайта, если вы не согласны с той информацией которая представлена на данной странице или считаете ее не правильной, не стоит попросту тратить свое время на написание негативных высказываний, вы можете помочь друг другу, для этого присылайте в комментарии свое "правильное" решение и мы его скорее всего опубликуем.

Ответы в самом низу встроенного документа

418.    При нормальных условиях газ занимает объем V0 = 1 м3. Какой объем V будет занимать этот газ при изотермическом сжатии до давления р = 4,9 МПа? Нормальное атмосферное давление ро = 0,1 МПа.
419.    Газ сжат изотермически от объема V, = 8 л до объема V2 = 6 л. Давление при этом возросло на Ар = 4 кПа. Каким было первоначальное давление р,?
420.    Каково давление газа в цилиндре под поршнем, если поршень удерживается в равновесии при помощи стержня, вдоль которого действует сила F = 9,8 Н (рис. 57)? Площадь поршня S = 1 см2, стержень составляет с нормалью к поршню угол а = 30°. Атмосферное давление р0 = 0,1 МПа. Трением пренебречь.
421.    В баллоне объема V = 10 л находится кислород, масса ко-торого т = 12,8 г. Давление в баллоне измеряется U-образным манометром, заполненным водой. Какова разность уровней Ah воды в трубках манометра при температуре газа t - 27 °С? Атмосферное давление р() = 0,1 МПа. Плотность воды р = 103 кг/м3, молярная масса кислорода ц = 0,032 кг/моль.
422.    В цилиндре под поршнем массы т = 6 кг находится воздух. Поршень имеет форму, показанную на рис. 58. Площадь сечения цилиндра 50 = 20 см2. Атмосферное давление р0 = 0,1 МПа. Найти массу груза М, который надо положить на поршень, чтобы объем воздуха в цилиндре изотермически сжать в два раза. Трением пренебречь.
423.    Один конец цилиндрической трубки длины / = = 25 см и радиуса г = 1 см закрыт пробкой, а в другой
вставлен поршень, который медленно вдвигают в трубку. Когда поршень подвинется на расстояние А/ = 8 см, пробка вылетает. Считая температуру неизменной, найти силу трения F пробки о стенки трубки в момент вылета пробки. Атмосферное давление Ро = 0,1 МПа.
424.    Узкая цилиндрическая трубка длины L, закрытая с одного конца, содержит воздух, отделенный от наружного столбиком ртути длины h. Трубка расположена открытым концом вверх. Какова была длина / столбика воздуха в трубке, если при перевертывании трубки открытым концом вниз из трубки вылилась половина ртути? Плотность ртути равна р. Атмосферное давление равно р().
425.    Посередине откачанной и запаянной с обоих концов гори-зонтально расположенной трубки длины L = 1 м находится столбик ртути длины h = 20 см. Если трубку поставить вертикально, столбик ртути сместится на расстояние / = 10 см. До какого давления р была откачана трубка? Плотность ртути р = 13,6 • 103 кг/м3.
426.    Запаянную с одного конца трубку длины L = 76 см по-гружают в вертикальном положении открытым концом в сосуд с ртутью. На каком расстоянии / от поверхности должен находиться запаянный конец трубки, чтобы уровень ртути в ней был ниже уровня ртути в сосуде на величину h = 76 см? Плотность ртути р = 13,6 • 103 кг/м3. Атмосферное давление р{) = 0,1 МПа.
427.    Открытую с обоих концов трубку длины L = 2 м погружают в вертикальном положении на половину ее длины в сосуд с ртутью. В трубку вдвигают поршень. На каком расстоянии / от поверхности ртути в сосуде должен находиться поршень, чтобы уровень ртути в трубке опустился на величину h = 1м? Плотность ртути р = 13,6 • 103 кг/м3. Атмосферное давление р0 =0,1 МПа.
428.    К дну цилиндра длины /, с площадью поперечного сечения Si приделана трубка длины/2 с площадью поперечного сечения S2. Трубка целиком погружена в ртуть (рис. 59).
На какую величину h опустится ртуть в трубке, если выдвинуть поршень до самого дна цилиндра? При какой минимальной площади поперечного сечения цилиндра 5, из трубки будет вытеснена вся ртуть?
Плотность ртути равна р. Атмосферное давление равно р(|.
429.    В сосуд с ртутью погружена в вертикальном положении трубка с поршнем, открытая с нижнего конца. Если поршень находится на расстоянии /0 = 1 см от поверхности ртути в сосуде, то уровни ртути в сосуде и трубке одинаковы. Найти давление воздуха р в трубке после подъема поршня над уровнем ртути в сосуде до высоты 1 = 15 см. Плотность ртути р = 13,6 • 103 кг/м3. Атмосферное давление ра = 0,1 МПа.
430.    Для измерения глубины погружения в море различных при-боров применяется запаянная с одного конца стеклянная трубка длины /() = 1 м, которая погружается в воду вместе с приборами в вертикальном положении открытым концом вниз. Максимальная глубина погружения Н вычисляется по минимальной высоте I сжатого воздуха в трубке. Для определения высоты I внутренние 
стенки трубки покрываются легкорастворимой в воде краской. Та часть трубки, куда не проникла вода, остается окрашенной. На какую глубину Н была опущена трубка, если оказалось, что / = 0,2 м? Плотность воды р = 103 кг/м3. Атмосферное давление Ра = 0,1 МПа. Температуру воздуха в трубке считать постоянной.
431.    Пузырек воздуха поднимается со дна водоема, имеющего глубину Н. Найти зависимость радиуса пузырька г от глубины h его местонахождения в данный момент времени, если его объем на дне водоема равен V. Силы поверхностного натяжения не учитывать.
432.    Тонкий резиновый шар радиуса гх = 2 см заполнен воздухом при температуре = 20 °С и давлении р() = 0,1 МПа. Каков будет радиус шара г2, если его опустить в воду с температурой t2 = 4 °С на глубину h = 20 м?
433.    Из затонувших подводных лодок иногда спасались, откры-вая сначала нижние клапаны (кингстоны), а затем верхний люк, и с пузырем воздуха выскакивали на поверхность. Какая доля к объема лодки не заливалась водой после открытия кингстонов, если лодка находилась на глубине h = 42 м? Плотность морской воды р = 1,03 • 103 кг/м3. Начальное давление воздуха в лодке р0 = 0,1 МПа.
434.    Оболочку аэростата, объем которой С, = 600 м-\ заполняют при атмосферном давлении р{) = 0,1 МПа гелием, имеющим объем V2 = 500 м3. На какой высоте над уровнем Земли газ целиком заполнит оболочку аэростата? Атмосферное давление убывает вблизи Земли на Лр{) = 133 Па при подъеме на каждые АН = 11 м высоты. Температуру считать постоянной.
435.    Два одинаковых сообщающихся сосуда с поршнями частично заполнены жидкостью с плотностью р. Расстояния поршней от поверхностей жидкости одинаковы и равны Н (рис. 60). Один из поршней закреплен, а второй поднимают на высоту /?. При какой высоте h разность уровней жидкости в сосудах будет равна Я? Начальное давление воздуха в каждом из сосудов равно р.
436.    Ртуть, налитая в U-образную трубку, не доходит до ее концов на расстояние h = 20 см. Одно колено трубки запаяно (рис. 61). Найти понижение h2 уровня ртути в открытом колене, если при выпускании части ртути через кран ее уровень в запаянном колене понизился на Л] = 18 см.
Плотность ртути р = 13,6 • 103 кг/м3. Атмосферное давление р{) = = 0,1 МПа.

437.    Найти объем v засасывающей камеры поршневого насоса, если при откачивании этим насосом воздуха из баллона объема V = 4 л давление уменьшается при каждом цикле в п = 1,2 раза.
438.    Насос имеет объем засасывающей камеры v.
За сколько циклов работы насоса можно откачать баллон объема V, снизив давление в нем со значения р до р„1 Температуру считать постоянной.
439.    Компрессор, обеспечивающий работу отбойных молотков, засасывает из атмосферы в единицу времени объем воздуха Vx= 100 л/с. Сколько отбойных молотков может работать от этого компрессора, если каждый молоток расходует в единицу времени объем воздуха vx = = 100 см3/с при давлении р = 5 МПа? Атмосферное давление р() = = 0,1 МПа.
440.    До какого давления накачан футбольный мяч объема V = = 3 л за п = 40 качаний поршневого насоса? При каждом качании насос захватывает из атмосферы объем воздуха v = 150 см3. Атмосферное давление р0 = 0,1 МПа.
441.    Камеры автомобильных шин накачиваются при помощи насоса, работающего от двигателя. Сколько времени требуется для того, чтобы камеру объема V = 6 л накачать до давления р = = 0,5 МПа, если при каждом цикле насос захватывает из атмосферы цилиндрический столб воздуха высоты А = 10 см и диаметра d = 10 см и если время одного качания т= 1,5 с? Начальное давление в камере р() = 0,1 МПа.
442.    Два сосуда, наполненных воздухом при давлениях Р\ = 0,8 МПа и р2 = 0,6 МПа, имеют объемы У1 = ЗлиУ2 = 5 л. Сосуды соединяют трубкой, объемом которой можно пренебречь по сравнению с объемами сосудов. Найти установившееся давление р в сосудах. Температуру считать постоянной.
443.    Два сосуда с объемами V, = 40 л и V2 = 20 л содержат газ при одинаковых температурах, но разных давлениях. После соединения сосудов в них установилось давление р = 1 МПа. Каково было на-чальное давление р, в большем сосуде, если начальное давление в меньшем сосуде р2 = 0,6 МПа? Температуру считать постоянной.
444.    Три сосуда с одинаковыми объемами сообщаются между собой кранами. Первый сосуд содержит газ массы иг,, третий - тот 
же газ массы т2, во втором сосуде - вакуум. Сначала соединили второй и третий сосуды, а когда давление выровнялось, второй сосуд отсоединили от третьего и соединили с первым. Давление в первом и втором сосудах установилось равным р. Найти начальное давление в первом сосуде. Температуру считать постоянной.
445.    Представить на графиках в координатах р, У; /?, Ги У, Г изобарный процесс для одного моля газа при давлениях р = р, и р = 3ри
446.    При нагревании газа на ДТ = 1 К при постоянном давлении объем его увеличился в два раза. В каком интервале температур происходило нагревание?
447.    Газ нагревают от температуры f, = 27 °С до температуры t2 = 39 °С при постоянном давлении. На сколько процентов увеличился его объем?
448.    Два сосуда с одинаковыми объемами У соединены тонкой капиллярной трубкой, объемом которой можно пренебречь по сравнению с объемами сосудов. В середине капилляра находится капля ртути. Найти зависимость между относительным изменением температуры А Т/Т и смещением капли Д/, если начальная температура газа в обоих сосудах была равна Т и нагревается только один сосуд. Площадь капилляра равна S.
449.    Полый шарик объема У = 100 см3 снабжен длинной трубкой с делениями. Объем трубки между соседними делениями ДУ = = 0,2 см3. В шарике и части трубки находится воздух, который отделен от наружного воздуха каплей ртути. При температуре t = 5 °С капля ртути стоит у деления п = 20. В каких пределах можно измерять температуру таким термометром, если трубка имеет N = 100 делений? Тепловым расширением шарика и трубки пренебречь.
450.    Закрытый цилиндр, расположенный горизонтально, разделен на две части подвижным поршнем. Одна часть цилиндра заполнена некоторым количеством газа при температуре t\ =—73 °С, другая - таким же количеством газа при температуре t2 = 27 °С. Поршень находится в равновесии. Найти объемы У, и У2, занимаемые газом в двух частях цилиндра, если общий объем газа У = 500 см3.
451.    Цилиндрический сосуд, расположенный горизонтально, заполнен газом при температуре t = 27 °С и давлении р = 0,1 МПа и разделен на две равные части подвижной перегородкой. Каково будет давление р\ если в одной части газ нагреть до температуры t' = 57 °С, а в другой - температуру газа оставить без изменения?
452.    Цилиндр разделен на две части подвижным поршнем, имеющим массу т и площадь сечения S. При горизонтальном положении цилиндра давление газа в сосуде по обе стороны поршня одинаково и равно р. Найти давление р’ газа над поршнем, когда цилиндр расположен вертикально. Температуру считать по-стоянной.
453.    В трубке длины L = 1,73 м, заполненной газом, находится столбик ртути длины h = 30 мм. Когда трубка расположена верти-кально, ртуть делит трубку на две равные части. Давление газа над ртутью р = 8 кПа. На какое расстояние / сдвинется ртуть, если трубку положить горизонтально? Плотность ртути равна р.
454.    В объеме V = 4 л находится масса т = 0,012 кг газа при температуре Т = 450 К. При какой температуре Г' плотность этого газа р' = 6 кг/м3? Давление считать постоянным.
455.    Открытую стеклянную колбу, имеющую форму шара радиуса г = 2 см, с горлышком длины / = 10 см и диаметра d = 1 см нагрели до некоторой температуры tx, а затем погрузили целиком в воду горлышком вниз. При охлаждении колбы вода вошла в горлышко. Когда колба приняла температуру воды /2 = 13 °С, ее приподняли из воды, не переворачивая, так что шарообразная часть оказалась над водой, а горлышко - частично погруженным в воду. Когда уровни воды в горлышке и снаружи выровнялись, под водой осталась половина горлышка. Какова температура б, до которой была нагрета колба? Тепловым расширением колбы пренебречь.
456.    Воздух в открытом сосуде нагревают от температуры tx - 10 °С до температуры г2 = 600 °С. Затем, герметически закрыв сосуд, охлаждают воздух в нем до первоначальной температуры tx. Найти плотность воздуха в сосуде при температуре ?2 и после охлаждения. Плотность воздуха при нормальных условиях р0 = = 1,3 кг/м3. Тепловым расширением сосуда пренебречь.
457.    Цилиндр с тяжелым поршнем, расположенный вертикально, заполнен кислородом, масса которого m = 10 г. После увеличения температуры на АТ = 50 К поршень поднялся на высоту )г-1 см. Найти массу поршня М, если давление газа над поршнем Ро = 0,1 МПа. Площадь поршня S = 100 см2. Молярная масса кислорода |Х = 0,032 кг/моль.
458.    В запаянной цилиндрической трубке, расположенной горизонтально, находится воздух при нормальных условиях. Трубка разделена подвижным поршнем на две части, отношение объемов 
которых VyV2 = 1/2. До какой температуры tx следует нагреть меньшую часть трубки и до какой температуры t2 охладить большую часть трубки, чтобы поршень делил трубку на две равные части? Нагревание и охлаждение обеих частей производится при V/T = const.
459.    Посередине закрытой с обоих концов трубки длины L = 1 м, расположенной горизонтально, находится в равновесии подвижная перегородка. Слева от нее температура газа tx = 100 °С, справа - t2 = 0°С. На каком расстоянии / от левого конца трубки установится перегородка, если температура всего газа станет равной t2 = 0 °С?
460.    Открытую пробирку с воздухом при давлении рх медленно нагрели до температуры tx, затем герметически закрыли и охладили до температуры t2 = 10 °С. Давление при этом упало до р2 = 0,7 рх. До какой температуры tx была нагрета пробирка? Тепловым расширением пробирки пренебречь.
461.    В цилиндре под поршнем находится воздух при давлении рх = 0,2 МПа и температуре tx = 27 °С. Какой массы груз т нужно положить на поршень после нагревания воздуха до температуры ?2 = 50 °С, чтобы объем воздуха в цилиндре был равен первона-чальному? Площадь поршня S = 30 см2.
462.    Манометр на баллоне с газом в помещении с температурой Г] = 17 °С показывает давление р = 240 кПа. На улице показание манометра уменьшилось на Др = 40 кПа. Найти температуру воздуха на улице, если атмосферное давление р{) = 0,1 МПа.
463.    При изготовлении электроламп их наполняют инертным газом при температуре tx = 150 °С. Под каким давлением должны наполняться лампы, чтобы при температуре t2 = 300 °С, которая устанавливается в лампе при горении, давление не превышало pQ = 0,1 МПа.
464.    Доказать, пользуясь законами идеальных газов, равенство температурных коэффициентов объемного расширения а и дав- лениия (3.
465.    На рис. 62 дан график изменения состояния идеального газа в координатах V, Т. Представить этот процесс на графиках в коор-динатах p,V и р, Т.
466.    Газ последовательно переводится из состояния 1 с температурой Тх в состояние 2 с температурой Т2, а затем в состояние 3 с температурой Т3 и возвращается в состояние 1. Найти температуру 
т3, если процессы изменения состояния происходили так, как это показано на рис. 63, а температуры Г, и Т2 извести]
467.    Газ, занимающий при температуре Г, =
= 400 К и давлении р, =0,1 МПа объем Г) = 2 л, изотермически сжимают до объема V2 и давления р2, затем изобарно охлаждают до температуры Гз = 200 К, после чего изотермически изменяют объем до V4 = 1 л. Найти конечное давление р4.
468.    Решить предыдущую задачу графически, построив графики в координатах р, V\p,T и V, Т.
469.    Вычислить газовую постоянную R, которая входит в уравнение pV^ = RT, описывающее состояние одного моля газа.
470.    Найти массу m водорода, находящегося в баллоне объема V = 20 л под давлением р = 830 кПа при температуре t = 17 °С. Молярная масса водорода р = 0,002 кг/моль.
471.    Некоторый газ массы m ] = 7 г при температуре 0 = 27 °С создает в баллоне давление рх = 50 кПа. Водород массы т2 = 4 г при температуре t2 = 60 °С создает в том же баллоне давление р2 = = 444 кПа. Какова молярная масса Р] неизвестного газа? Молярная масса водорода р2 = 0,002 кг/моль.
472.    Открытый сосуд содержит воздух при температуре f, = 27 °С. Какая часть массы воздуха останется в нем при нагревании до температуры t2 = 450 °С? Тепловым расширением сосуда пренебречь.
473.    Из баллона со сжатым кислородом израсходовали столько кислорода, что его давление упало со значения р, =9,8 МПа до р2 = 7,84 МПа. Какая часть массы кислорода израсходована?
474.    В баллоне объема V = 0,2 м3 находится гелий при давлении Pi =0,1 МПа и температуре tx = 17 °С. Массу гелия в баллоне увеличили, при этом его давление повысилось до р2 = 0,3 МПа, а температура - до t2 = 47 °С. На сколько увеличилась масса гелия? Молярная масса гелия р = 0,004 кг/моль.
475.    Газ массы т = 16 г при давлении р = 1 МПа и температуре t = 112 °С занимает объем V = 1600 см3. Определить, какой это газ.
476.    Найти плотность азота при температуре t = 27 °С и давлении р = 0,1 МПа. Молярная масса азота р = 0,028 кг/моль.
477.    Высота пика Ленина на Памире Н = 7134 м. Атмосферное давление на этой высоте р = 38 кПа. Найти плотность воздуха на вершине пика при t0 = 0 °С. Молярная масса воздуха р = 0,029 кг/моль.

478.    При каком давлении р плотность газообразного азота при температуре t = -73 °С составляет 0,4 плотности воды при комнатной температуре р() = 103 кг/м3?
479.    Под каким давлением р1 нужно наполнить воздухом баллон объема Vl = 10 л, чтобы при соединении его с баллоном объема V2 = 30 л, содержащим воздух при давлении р2 = 0,1 МПа, установилось общее давление р = 0,2 МПа?
480.    Два сосуда одинакового объема содержат воздух; один - при температуре Г, и давлении рь другой - при температуре Т2 и давлении р2. Сосуды соединены, и после выравнивания давлений и температур воздух нагрет до температуры Т. Какое давление установится после нагревания?
481.    Закрытый с обоих концов цилиндр, расположенный гори-зонтально, наполнен газом при давлении р = 100 кПа и температуре t = 30 °С и разделен подвижным поршнем на две равные части длины L = 50 см. На какую величину АТ нужно повысить температуру газа в одной части цилиндра, чтобы поршень сместился на расстояние I = 20 см? Во второй части цилиндра температура не изменяется. Найти давление газа р' после смещения поршня.
482.    Длинная пробирка открытым концом погружена в сосуд с ртутью. При температуре 0 = 47 °С уровни ртути в пробирке и в сосуде совпадают. Над уровнем ртути остается часть пробирки длины L = 76 см. На какую высоту I поднимется ртуть в пробирке, если ее охладить до температуры t2 = -33 °С? Атмосферное давление ро = 0,1 МПа.
483.    Сосуд объема V = 100 л разделен на две равные части полупроницаемой перегородкой. В одной части сосуда находится /Л[ = 2 г водорода, во второй - v2 = 1 моль азота. Найти давление, установившееся по обе стороны перегородки, если она может про-пускать только водород. Температура в обеих половинах сосуда одна и та же: t = 127 °С и постоянна. Молярная масса водорода р, = 0,002 кг/моль.
484.    Внутри закрытого цилиндра, расположенного горизон-тально, имеется тонкий теплонепроницаемый поршень. В одной части цилиндра находится кислород при температуре 1] = 127 °С, в другой - водород при температуре t2 = 27 °С. Массы обоих газов одинаковы. На каком расстоянии / от торца цилиндра в части, в которой находится водород, расположен поршень? Длина цилиндра L = 65 см. Молярные массы кислорода и водорода ц, = 0,032 кг/моль и (12 = 0,002 кг/моль.
485.    Сосуд с газом разделен подвижной перегородкой на две части, отношение объемов которых Vx /V2 = 2/3. Температуры газа в меньшем и большем объемах tx = 111 °С и t2 = 267 °С, давления в них одинаковы и равны р. Каково будет отношение объемов, если температуры сравняются? Теплообмен возможен только через пе-регородку.
486.    Цилиндр длины L = 85 см разделен на две части подвижным поршнем. Одна часть цилиндра заполнена кислородом, а другая - водородом. При каком положении поршня давления в обеих частях цилиндра будут одинаковы? Температуры и массы газов в обеих частях цилиндра одинаковы. Молярные массы кислорода и водорода р,! = 0,032 кг/моль и |12 = 0,002 кг/моль.
487.    В условиях предыдущей задачи найти, при каких темпе-ратурах кислорода Т] и водорода Т2 поршень будет делить цилиндр на равные части.
488.    Найти температуру Т азота массы и = 2 г, занимающего объем V = 830 см3 при давлении р = 0,2 МПа.
489.    Шар заполнен газом при давлении р, = 0,105 МПа и темпе-ратуре г, = 27 °С. После подъема шара на высоту, где давление газа р0 = 0,08 МПа, объем шара увеличился на п = 5% и давление в нем стало отличаться от атмосферного на Ар = 5 кПа. Найти темпе-ратуру t2 воздуха на этой высоте, предполагая, что газ в шаре принял эту температуру.
490.    Сколько баллонов водорода, имеющих объем и - 50 л каж-дый, при температуре t = 27 °С и давлении р = 4 МПа потребуется для заполнения аэростата объема V = 1000 м3, если при температуре t' — 1 °С давление в нем должно быть р' = 0,1 МПа?
491.    В каждую из четырех шин автомобиля накачан объем С, = 200 л воздуха при температуре о = 17 °С. Объем шины V2 = 54,6 л, площадь сцепления шины с грунтом при температуре t2 = 0 °С S = 290 см2. Найти массу m автомобиля. Атмосферное давление р0 = 0,1 МПа.
492.    Баллон объема V, =40 л содержит сжатый воздух при давлении р] = 15 МПа и температуре tx = 27 °С. Какой объем V воды можно вытеснить из цистерны подводной лодки воздухом этого баллона, если лодка находится на глубине h = 20 м, где температура t2 = 7 °С? Плотность воды р = 103 кг/м3. Атмосферное давление Ро = 0,1 МПа.
493.    Два невесомых поршня, соединенных нитью, вставлены в открытую с двух сторон трубку, имеющую площадь сечения
S = 10 см2, и могут перемещаться без трения. Давления и темпе-ратуры между поршнями и снаружи одинаковы и равны Ро = 0,1 МПа и t = 27 °С. До какой температуры V нужно нагреть воздух между поршнями, чтобы нить, соединяющая поршни, порвалась? Нить выдерживает силу натяжения F = 30 Н.
494.    В двух горизонтально расположенных цилиндрах с закре-пленными поршнями находится воздух при давлении р0 и темпе-ратуре Т0 (рис. 64). Объемы воздуха в цилиндрах равны и V2, площади сечений поршней равны S) и S2. Наружное давление равно нулю. Между поршнями вставляют стержень и освобождают поршни от закрепления, а затем воздух в первом цилиндре нагревают до температуры Т. Найти силу F, сжимающую стержень в установившемся состоянии.
495.    Шар с нерастяжимой оболочкой массы М = 11,6 г наполнен водородом, занимающим объем V = 10 л. Температура водорода и окружающего шар воздуха t0 = 0 °С. Найти давление р водорода в шаре, если результирующая подъемная сила шара равна нулю, т.е. шар парит в воздухе. Атмосферное давление ро = 0,1 МПа. Молярные массы водорода и воздуха |!| = 0,002 кг/моль и ц2 = 0,029 кг/моль.
496.    Воздух в стакане высоты Н = 10 см с площадью дна S = = 25 см2 нагрет до температуры г, = 87 °С. Стакан погружен вверх дном в воду так, что его дно находится на уровне поверхности воды. Какой объем воды войдет в стакан, когда воздух в стакане примет температуру воды t2 = 17 °С? Атмосферное давление р0 = = 0,1 МПа. Плотность воды р = 103 кг/м3.
497.    Стакан высоты h = 9 см, наполненный на 2/3 водой, плавает в воде так, что его края находятся на уровне ее поверхности (рис. 65а). Этот же стакан с воздухом, нагретым до температуры tx = 87 °С, погружают в воду вверх дном (рис. 656). На какую 
глубину Я нужно погрузить стакан, чтобы он, приняв температуру воды г2 = 27 °С, не всплывал и не тонул? Атмосферное давление р0 = 0,1 МПа. Плотность воды р = 103 кг/м3.

498.    Найти массы молекул водорода и кислорода.
499.    Число молекул в единице объема неизвестного газа при нормальных условиях «0 = 2,7 • 1025 м-3. Этот же газ при температуре t = 91 °С и давлении р = 800 кПа имеет плотность р = 5,4 кг/м3. Найти массу т молекулы этого газа.
500.    Найти число молекул па в единице объема газа при нормальных условиях. Постоянная Авогадро NA = 6,02 • 1023 моль-1.
501.    В цилиндре под поршнем находится газ при нормальных условиях. Сначала объем газа увеличили в к = 10 раз, затем газ нагрели при постоянном давлении до температуры t = 127 °С. Найти число молекул п в единице объема газа в конечном состоянии.
502.    Ампула объема V = 1 см3, содержащая воздух при нормаль-ных условиях, оставлена в космосе, где давление можно считать равным нулю. В ампуле пробито отверстие. Через какое время т давление в ампуле станет равным нулю, если считать, что через отверстие в единицу времени вылетает пх= 108 с-1 молекул воздуха?
503.    Шар радиуса г, содержащий газ при температуре Т, нахо-дится в вакууме. Через отверстие в стенке шара часть газа вытекает. Каким окажется давление р2 газа в шаре, после того как вылетит п молекул газа, если начальное давление газа внутри шара было р{! При нормальных условиях в единице объема газа содержится число молекул п().
504.    Диаметр молекулы азота d = 0,3 нм. Считая, что молекулы имеют сферическую форму, найти, какая часть объема, занимаемого газом, приходится на объем самих молекул при нормальных условиях (Т0 = 273 К, р0 = 0,1 МПа), а также при давлении р = 500 /70. Считать, что при этих давлениях газ не отличается от идеального.
505.    На стенку площади S налетает поток молекул, имеющих среднюю скорость v. Число молекул, движущихся по направлению к стенке, в единице объема равно п0. Масса каждой молекулы равна т. Найти действующие на стенку силу и давление, если молекулы движутся перпендикулярно к стенке и удары молекул о стенку абсолютно упругие.
506.    Сосуд в форме кубика содержит v = 10_3 моль идеального газа. К каждой из шести граней кубика перпендикулярно к граням в любой момент времени движется одинаковое число молекул. Масса каждой молекулы m = 3 • 10~26 кг, средняя скорость теплового движения молекул v = 500 м/с. Найти давление р газа. Считать удары молекул о стенку сосуда абсолютно упругими.
507.    В сосуде находится газ при давлении р = 0,15 МПа и температуре t = 273 °С. Какое число п молекул находится при этих условиях в единице объема сосуда?
508.    Какова температура Г газа, находящегося под давлением р = 0,5 МПа, если в сосуде объема V = 15 л содержится п = 1,8 • 1024 молекул?
509.    В сосуде объема V = 1 л при температуре t = 183 °С нахо-дится п = 1,62 • 1022 молекул газа. Каково будет давление р газа, если объем сосуда изотермически увеличить в к = 5 раз? Число молекул газа в единице объема сосуда при нормальных условиях по = 2,7 • Ю25 м-3.
510.    Современные вакуумные насосы позволяют понижать дав-ление до р ~КН° Па. Какое число молекул газа п содержится в единице объема при этом давлении и температуре t = 48 °С?
511.    Некоторая масса водорода находится при температуре Г, = 200 К и давлении р\ = 0,4 кПа. Газ нагревают до температуры
Т2 = 10 000 К, при которой молекулы водорода практически пол-ностью распадаются на атомы. Найти давление р2 газа, если его объем и масса остались без изменения.

512.    В вертикальном цилиндре под тяжелым поршнем находится кислород массы m - 2 кг. Для повышения температуры кислорода на АТ = 5 К ему было сообщено количество теплоты Q = 9160 Дж. Найти удельную теплоемкость кислорода ср, работу А, соверша-емую им при расширении, и увеличение его внутренней энергии AU. Молярная масса кислорода (X = 0,032 кг/моль.
513.    Шар, наполненный сухим воздухом при температуре t0 = 0 °С и давлении р, = 99,4 кПа, уравновешен на весах. Когда шар был откачан до давления воздуха в нем /?2 = 1 кПа, для равновесия потребовалось положить на одну из чашек весов груз массы т = 37 г. Найти объем V шара. Плотность воздуха при нормальных условиях ро =1,3 кг/м3.
514.    Некоторая масса газа находится в баллоне объема V = 1 л. После выпускания части газа из баллона давление в нем умень-шилось на Ар = 56 кПа, а масса баллона с газом - на Ат = 2 г. Температура газа при этом не изменилась. Найти плотность р0 газа при нормальном давлении р0 = 0,1 МПа и температуре опыта.
515.    В баллоне объема V = 2,5 л находится газ при температуре /0 = 0 °С. Масса баллона с газом тх = 200 г. В баллон добавили порцию того же газа, после чего масса баллона с газом увеличилась до т2 = 201 г. На какую величину Ар возросло давление в баллоне, если добавленный газ при нормальных условиях имел плотность р0 = 1,2 кг/м3? Температуру считать постоянной.
516.    В цилиндре под поршнем находится кислород массы т = 2 кг. Поршень закреплен. Какое количество теплоты Q нужно сообщить кислороду, чтобы его температура повысилась на АТ = = 5 К? Найти увеличение внутренней энергии AU и удельную теплоемкость кислорода cv в этом случае (см. задачу 512).
517.    Два металлических шара радиуса г = 10 см с одинаковыми массами, один из которых откачан, а другой заполнен кислородом при давлении г = 2 МПа, вносят в камеру, через которую идет поток насыщенного водяного пара, имеющего температуру г„ =100 °С. После того как температуры пара и шаров выровнялись, оказалось, что на откачанном шаре сконденсировалась масса воды тх = 10 г, а на заполненном шаре -т2 = 12,33 г воды. Начальные температуры шаров t = 27 °С. Найти удельную теплоемкость с кислорода. Удельная теплота парообразования воды X = = 2,3 МДж/кг. Молярная масса кислорода р = 0,032 кг/моль. Тепловым расширением шаров пренебречь.
518.    В теплоизолированном сосуде объема V = 5,6 л находится кислород при температуре tx = 66 °С и давлении р{ = 0,25 МПа. Для нагрева газа до температуры t2 = 68 °С ему требуется сообщить количество теплоты <3 = 21 Дж. Какова удельная теплоемкость с кислорода при этих условиях? Молярная масса кислорода jl = = 0,032 кг/моль. Тепловым расширением сосуда пренебречь.
519.    Температура газа, имеющего массу т и молярную массу р, повышают на величину АТ один раз при постоянном давлении р, а другой раз при постоянном объеме V. Насколько отличаются сообщенные газу количества теплоты Qp, Qv и удельные теплоем-кости ср, cv при постоянном давлении и постоянном объеме?
520.    При изотермическом расширении идеальный газ совершает работу А = 20 Дж. Какое количество теплоты Q сообщено газу?
521.    В теплоизолированном цилиндре с поршнем находится азот массы т = 0,2 кг при температуре t\ = 20 °С. Азот, расширяясь, совершает работу А = 4,47 кДж. Найти изменение внутренней энергии азота AU и его температуру t2 после расширения. Удельная теплоемкость азота при постоянном объеме су = 745 Дж/(кг • К).
522.    Для повышения температуры газа, имеющего массу т = = 20 кг и молярную массу р = 0,028 кг/моль, на АТ = 50 К при постоянном давлении необходимо затратить количество теплоты Qp = = 0,5 МДж. Какое количество теплоты Qv следует отнять от этого газа при постоянном объеме, чтобы его температура понизилась на АТ = 50 К?
523.    Температура воды массы т = 1 кг повышается на АТ - 1 К. Найти увеличение внутренней энергии At/,, приходящееся на одну молекулу. Удельная теплоемкость воды с = 4,2 кДж/(кг -К), ее молярная масса р = 0,018 кг/моль. Коэффициент объемного расширения воды а = 2 ■ 10-4 К-1. Атмосферное давление ра = 0,1 МПа.
524.    Один моль кислорода нагревается при постоянном объеме от температуры t0 = 0 °С. Какое количество теплоты Q необходимо сообщить кислороду, чтобы его давление увеличилось в три раза? Удельная теплоемкость кислорода при постоянном объеме су = = 657 Дж/(кг • К), его молярная масса р = 0,032 кг/моль.
525.    Воздух массы т = 5 г нагревается при постоянном давлении от температуры Г,, = 290 К. Какое количество теплоты Q необходимо сообщить воздуху, чтобы его объем увеличился в два раза? Считать, что удельная теплоемкость воздуха при постоянном давлении равна ср= 1,018 кДж/(кг ■ К).
526.    Давление азота в сосуде объема V = 3 л после нагревания возросло на Ар = 2,2 МПа. Найти количество теплоты Q, сообщенное газу. Удельная теплоемкость азота при постоянном объеме су = 745 Дж/(кг К), его молярная масса р = 0,028 кг/моль.
527.    В цилиндре под невесомым поршнем находится воздух массы т = 3 кг. Температура воздуха увеличивается на АТ = 100 К при постоянном давлении. Найти работу А, совершаемую газом при расширении. Плотность воздуха при нормальных условиях Ро = 1, 3 кг/м3.

528.    В цилиндре объема V, = 190 см3 под поршнем находится газ при температуре 7, = 323 К. Найти работу расширения газа при нагревании его на АТ = 100 К. Масса поршня т = 120 кг, его площадь S = 50 см2. Атмосферное давление pf) = 0,1 МПа.
529.    В цилиндре под поршнем находится газ, состояние которого изменяется следующим образом: в процессе 1-2 увеличивается давление при постоянном объеме V; в процессе 2-3 увеличивается объем при постоянном давлении рг, в процессе 3-4 увеличивается объем при постоянной температуре Т3; в процессе 4-1 газ воз-вращается в первоначальное состояние при постоянном давлении р2. Представить на графиках изменение состояния газа в координатах р, V\p,T и V, Т. Показать, при каких процессах газ получает (отдает) теплоту. Как при этом изменяется температура и какая совершается работа?
530.    Некоторая масса газа, занимающего объем V, =0,01 м3, находится при давлении рх =0,1 МПа и температуре Тх = 300 К. Газ нагревается вначале при постоянном объеме до температуры Т2 = 320 К, а затем при постоянном давлении до температуры Т3 = 350 К (рис. 66). Найти работу А, совершаемую газом при переходе из состояния 1 в состояние 3.
531.    В цилиндре под поршнем в объеме V = 1674 см3 находится насыщенный водяной пар, имеющий массу m = 1 г и температуру t = 100 °С. Какую работу А нужно затратить, чтобы сжать весь пар до полного превращения его в жидкость при той же температуре? Плотность воды при t = 100 °С под давлением ее насыщенного пара р = 0,96 • 103 кг/м3.
532.    В двух теплоизолированных цилиндрах с объемами Г, = 3 л и V2 = 5 л находятся одинаковые газы при давлениях р\ = 0,4 МПа и р2 = 0,6 МПа и температурах = 27 °С и t2= 127 °С. Цилиндры соединяют трубкой. Какая температура Т и какое давление р установятся в цилиндрах после смешивания газов?

533.    В цилиндре с поршнем находится жидкость под большим давлением. Поршень медленно поднимают. Представить графически зависимость давления р в цилиндре от увеличения объема V для двух постоянных температур ТхиТ2 (изотермы Тх = const и Т2 = const; Т{ < Т2).
534.    На рис. 67 представлена зависимость давления насыщенного пара от температуры (кривая abck). Почему эта зависимость, в отличие от закона Шарля для газов, не является линейной? В каких случаях зависимость давления пара от температуры будет изображаться линиями abd и abcel
535.    Ненасыщенный пар в цилиндре под поршнем сначала нагревают при постоянном объеме, затем медленно
сжимают при постоянной температуре до полного сжижения. Представить графически зависимость давления р от объема V.
536.    Сколько молекул содержит единица массы насыщенных и ненасыщенных паров ртути и воды? Молярные массы ртути и воды р, = 0,2 кг/моль и р2 = 0,018 кг/моль.
537.    При температуре t = 4 °С давление сухого насыщенного пара р = 0,8 кПа. Во сколько раз плотность воды р„ при температуре t = 4 °С больше плотности пара р? Какие объемы приходятся на одну молекулу воды и пара? Молярная масса воды р = 0,018 кг/моль.
538.    Во сколько раз при температуре t = 400 °С плотность р, пара ртути при атмосферном давлении отличается от плотности р2 насыщенного пара ртути? Атмосферное давление рх =0,1 МПа, давление насыщенного пара ртути при температуре t = 400 °С р2 = 0,22 МПа.
539.    В котел объема V = 5 м3 накачали массу воды тк = 20 кг. Содержимое котла нагрели до температуры Т = 453 К. Найти массу m и давление р пара в котле. Плотность насыщенного пара при температуре Т = 453 К рп = 5,05 кг/м3. Молярная масса воды р = 0,018 кг/моль.
540.    В замкнутом сосуде объема V = 1 м3 находится вода массы т„ = 12 г и некоторая масса насыщенного пара, плотность и давление которого при данной температуре р() = 0,008 кг/м3 и ру = 1,1 кПа. Какое давление р установится при увеличении объема в к = 5 раз? Температура при увеличении объема не изменяется.
541.    Под колоколом воздушного насоса находится влажная губка. При откачивании газа под колоколом установилось давление р = 1 кПа и температура t = 7 °С. Спустя время х = 1 ч после начала откачки давление резко упало. Найти массу т воды, которая содержалась в губке. Насос откачивает в единицу времени объем воды Vz - 10 л/с. Молярная масса воды р = 0,018 кг/моль.
542.    Закрытый сосуд объема V = 0,5 м3, содержащий воду массы т = 0,5 кг, нагрели до температуры Т = 420 К. На какую величину AV следует изменить объем сосуда, чтобы в нем содержался только насыщенный пар? Давление насыщенного пара при температуре Т = 420 К р{) = 0,47 МПа. Молярная масса воды р = 0,018 кг/моль.
543.    В пароперегреватель, содержащий сухой пар массы m = 120 кг при температуре t = 177 °С, подано некоторое количество теплоты, из которого на долю пара пришлось количество теплоты Q = 18 МДж. В результате давление пара достигло предельного значения и поднялся предохранительный клапан, имеющий диаметр d - 4 см. Каково было начальное давление пара р, 
если сила, открывающая клапан, F = 1,57 кН? Удельная тепло-емкость пара с = 1,5 кДж/(кг • К).
544.    В трубке, открытым концом опущенной в воду, в объеме у = 30 см3 при температуре / = 17 °С находится смесь насыщенного пара и гелия (рис. 68). Высота столба воды в трубке h = 10 см. Найти массы пара и гелия т] и т2. Давление насыщенного пара при температуре t = 17 °С рх = 1,94 кПа. Молярные массы воды и гелия р, = 0,018 кг/моль и р2 = 0,004 кг/моль, атмосферное давление р0 = 0,1 МПа.
545.    В цилиндре под поршнем над водой в объеме V = 1 м3 при температуре t = 30 °С находится смесь насыщенного пара и азота. Масса смеси т = 286 г. Какая масса пара Ат сконденсируется, если объем уменьшить в к = 3 раза при постоянной температуре? Какое давление р было у смеси до сжатия? Давление насыщенного пара при температуре t = 30 °С р, = 4,2 кПа. Молярные массы воды и азота р, = 0,018 кг/моль и р2 = 0,028 кг/моль.
546.    Влажный пар, содержащий я = 15 % (по массе) воды в виде капелек и имеющий давление р = 15 кПа и температуру = 100 °С, конденсируют, смешивая с водой, температура которой t = 20 °С. Какое отношение воды и пара требуется (по массе) для получения смеси с температурой 0 = 40 °С? Температура кипения воды при давлении р = 15 кПа tKm, = 54 °С. Удельные теплоемкости воды и пара с = 4,2 кДж/(кг • К) и с„ = 1,9 кДж/(кг • К). Удельная теплота парообразования воды X = 2,3 МДж/кг.
547.    Когда в воде нет растворенных газов, она может быть нагрета при атмосферном давлении до температуры более высокой, чем температура кипения. При введении в воду каким-либо способом воздуха перегретая вода бурно, взрывообразно закипает, и температура ее быстро падает до температуры кипения при атмосферном давлении. Какая масса тп пара получится из воды, нагретой до температуры t = 120 °С, если масса воды т = 10 кг? Удельная теплоемкость воды с = 4,2 кДж/(кг • К). Удельная теплота парообразования воды А, = 2,3 МДж/кг.
548.    В закрытом сосуде объема V = 0,4 м3 находятся в тепловом равновесии при температуре 0 = -23 °С лед и насыщенный пар, масса которых т = 2 г. Какое количество теплоты Q необходимо сообщить содержимому сосуда для повышения его температуры до /2 = _1 °С? Давление насыщенного пара рх = 11 Па при температуре tx и р2 = 560 Па при температуре t2. Удельные теплоемкости 
при температуре ниже tn = О °С льда и пара сл = 2,1 кДж/(кг • К) и с = 1,3 кДж/(кг • К). Удельная теплота плавления льда г — 0,33 кДж/кг. Удельная теплота парообразования воды X = 2,3 МДж/кг. Молярная масса воды ц = 0,018 кг/моль.
549.    В объеме Vx = 20 л содержится насыщенный пар при тем-пературе t = 100 °С. Какую работу надо совершить, чтобы путем изотермического сжатия уменьшить объем пара до V2 = 10 л? Объемом воды, образовавшейся при конденсации, пренебречь.
550.    Найти работу пара по перемещению поршня на расстояние I = 40 см, если давление пара равномерно убывает при перемещении поршня от р 1 = 2,2 МПа до р2 = 0,2 кПа. Площадь поршня S = 300 см2. Представить работу на графике зависимости давления от объема.
551.    Опыт Торричелли производят со спиртом вместо ртути. Найти высоту h, до которой поднимется спирт. Атмосферное давление в момент опыта р\ = 93,6 кПа. Плотность спирта р = 0,76-103 кг/м3, давление пара спирта при температуре опыта р2 = 0,6 кПа.
552.    Найти абсолютную влажность воздуха, если парциальное давление насыщенного пара р = 14 кПа, а температура t = 60 °С. Молярная масса воды ц = 0,018 кг/моль.
553.    Абсолютная влажность воздуха при температуре t{ = 60 °С р, = 0,005 кг/м3. Найти абсолютную влажность воздуха р2 после понижения температуры до t2 = 20 °С. Давление насыщенного пара при этой температуре р2 = 2,335 кПа. Молярная масса воды р = 0,018 кг/моль.
554.    Абсолютная влажность воздуха при температуре /, = 60 °С р] = 0,05 кг/м3. Найти абсолютную влажность воздуха р2 после понижения температуры до t2 = 10 °С. Давление насыщенного пара при этой температуре р2 = 1,226 кПа. Молярная масса воды р = 0,018 кг/моль.
555.    В сосуде находится воздух, относительная влажность кото-рого при температуре tx = 10 °С j\ = 60 %. Какова будет относи-тельная влажность /2 после уменьшения объема в к = 3 раза и нагревания воздуха до температуры t2 = 100 °С? Плотность насы-щенного пара при температуре tx = 10 °С Pi = 9,4-10~3 кг/м3. Молярная масса воды |Х = 0,018 кг/моль.
556.    Плотность влажного воздуха при температуре t = 27 °С и давлении р = 0,1 МПа р = 1,19 кг/м3. Найти абсолютную р' и от-носительную/' влажности воздуха, если при температуре t = 27 °С длотность насыщенного пара р() = 0,027 кг/м3. Молярные массы воздуха и воды р, = 0,029 кг/моль и р2 = 0,018 кг/моль.
557.    В комнате объема V = 40 м3 при температуре t = 20 °С относительная влажность воздуха/j = 20 %. Какую массу воды нужно испарить для увеличения относительной влажности воздуха до /2 = 50 %? Плотность насыщенного пара при температуре t = 20 °С р = 17,3-10~3 кг/м3.
558.    В комнате объема V - 50 м3 относительная влажность воз-духа/, = 40 %. Если испарить дополнительно массу воды т = 60 г, то относительная влажность воздуха увеличится до/2 = 50 %. Какова при этом будет абсолютная влажность воздуха р?
559.    Найти отношение плотностей влажного (относительная влажность /= 90 %) и сухого воздуха при давлении р0 = 0,1 кПа и температуре t = 27 °С. Плотность насыщенного пара при t = 27 °С р0 = 0,027 кг/м3. Молярные массы воздуха и воды р, = 0,029 кг/моль и р2 = 0,018 кг/моль.

 

Категория: Физика | Добавил: Админ (26.01.2016)
Просмотров: | Теги: мезаника | Рейтинг: 0.0/0


Другие задачи:
Всего комментариев: 0
avatar