Задачи

Фильтрация

Показать фильтрацию

По классам:

По предметам:

По подготовке:

По классам:

По авторам:

Воздушный шар объемом \(V\) заполнен подогретым воздухом (молярная масса воздуха \(M\)). Температура окружающего воздуха \(T\), давление \(p\). Температура внутри шара \(T_{1}\). Найти подъемную силу. (Излишек воздуха может свободно выходить из отверстия внизу шара, через которое осуществляется подогрев, массой оболочки шара пренебречь.

Решение №20138: \(F=\frac{pVM}{R}\frac{g\left ( T_{1}-T \right )}{T_{1}T}\)

Ответ: NaN

При каком наименьшем радиусе станет подниматься воздушный шар, наполненный гелием, если поверхностная плотность материала оболочки \(\sigma =50 г/м^{2}\), давление воздуха \(p=10^{5}\) Па, а температура \(t=27^{\circ}C\)? Ответ дать в м и округлить до сотых.

Решение №20139: \(r\geq \frac{3\sigma RT}{p\left ( M_{воз}-M_{He} \right )}\)

Ответ: 0.15

Оболочка стратостата открыта снизу и заполнена частично водородом и частично воздухом. Масса водорода \(m\). Какова подъемная сила стратостата? Массой оболочки пренебречь.

Решение №20140: \(F=mg\times \left [ \frac{M_{воз}}{M_{He}}-1 \right ]\)=\(13,5 mg\)

Ответ: NaN

Пробирка, расположенная горизонтально, заполнена ртутью так, что между дном пробирки и ртутью имеется пузырек воздуха. Когда пробирка ставится вертикально открытым концом вверх, объем пузырька уменьшается втрое. Чему равно атмосферное давление, если известно, что диаметр пробирки \(d=1\) мм и содержит она \(m=16\) г ртути? Ответ дать в Па.

Решение №20141: \(p_{0}=\frac{4mg}{\left ( k-1 \right )\pi d^{2}}\)=\(10^{5}\)

Ответ: NaN

Посередине запаянной с обоих концов горизонтальной трубки находится столбик ртути длиной \(h=10\) см. В обеих половинах трубки находится воздух под давлением \(p_{0}=760\) мм рт. ст. Длина трубки \(l=1\) м. На какое расстояние сместится столбик ртути, если трубку поставить вертикально? Ответ дать в м и округлить до сотых.

Решение №20142: \(b\approx \left ( l-h \right )\times \frac{h\rho _{рт}g}{4p_{0}}\)

Ответ: 0.03

В стеклянной трубке находится воздух, закрытый столбиком ртути длиной \(l_{1}=8\) см. Если держать трубку открытым концом вверх, то длина воздушного столбика \(l_{2}=4\) см. Если держать трубку открытым концом вниз, то длина воздушного столбика \(h=5\) см. Определить атмосферное давление. Ответ дать в мм рт.ст и округлить до целых.

Решение №20143: \(p_{0}=\rho _{ст}gh\frac{l_{1}+l_{2}}{l_{2}-l_{1}}\)

 

Дано:

\(l=8\) см, \(L_1=4\) см, \(L_2 =\) кПа, \(p_0 -?\)

Решение задачи:

Схема к решению задачиДля понимания того, что происходит с газом в этой задаче, мы приведем рисунок.

Когда трубку будут переворачивать, над газом, запертым ртутью, будет производиться изотермический процесс (\(T=const\)). Запишем закон Бойля-Мариотта, которому подчиняются все изотермические процессы:

\[{p_1}{V_1} = {p_2}{V_2}\]

Если объемом сферических концов трубки можно пренебречь, то объем \(V_1\) и \(V_2\), занимаемый газом, можно вычислять как объем цилиндра:

\[{V_1} = S{L_1}\]

\[{V_2} = S{L_2}\]

Если эти формулы подставить в закон Бойля-Мариотта и выразить искомую длину \(L_2\), то получим:

\[{p_1}S{L_1} = {p_2}S{L_2} \Rightarrow {p_1}{L_1} = {p_2}{L_2}\]

\[{L_2} = \frac{{{p_1}}}{{{p_2}}}{L_1}\;\;\;\;(1)\]

Глядя на рисунок, можно догадаться, что давления \(p_1\) и \(p_2\) можно найти, используя закон Паскаля:

\[\left\{ \begin{gathered}
{p_0} + \rho gl = {p_1} \hfill \\
{p_2} + \rho gl = {p_0} \hfill \\
\end{gathered} \right.\]

Или, что тоже самое:

\[\left\{ \begin{gathered}
{p_0} + \rho gl = {p_1} \hfill \\
{p_0} – \rho gl = {p_2} \hfill \\
\end{gathered} \right.\]

Поделив верхнее выражение на нижнее, получим:

\[\frac{{{p_1}}}{{{p_2}}} = \frac{{{p_0} + \rho gl}}{{{p_0} – \rho gl}}\]

Подставим полученное отношение в формулу (1):

\[{L_2} = {L_1}\frac{{{p_0} + \rho gl}}{{{p_0} – \rho gl}}\]

И выразим:

\[{p_0} = {\rho gl}\frac{{l_1 + l_2}}{{l_2 – l_1}}\]

Теперь осталось подсчитать численный ответ. Напомним, что плотность ртути \(\rho = 13600\) кг/м3. , однако ответ требуется дать в мм.рт столба, значит из формулы плотность ртути нужно убрать. Численные данные подставляем, естественно, в системе СИ.

\[{L_2} = 10 \cdot 0,08\cdot\frac{{0,05 + 0,04}}{{0,05 - 0,04}}\cdot100 = 720  \]мм

Ответ: 0,106 м.

Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.

Смотрите также задачи:

4.3.35 Открытую стеклянную трубку длиной 1 м наполовину погружают в ртуть
4.3.37 Посередине откачанной и запаянной с обоих сторон горизонтально
4.3.38 Открытую с обеих сторон стеклянную трубку длиной 60 см

Ответ: 720

На какую глубину в жидкость плотностью \(\rho \) надо погрузить открытую трубку длиной \(l\), чтобы, закрыв верхнее отверстие, вынуть столбик жидкости высотой \(\frac{l}{2} \)? Атмосферное давление \(p\).

Решение №20144: \(h=\frac{l}{2}\times \left ( 1+\frac{\rho gl}{2p} \right )\)

Ответ: NaN

Открытую с обеих сторон узкую трубку погружают в ртуть так, что над ртутью выступает конец длиной \(l_{1}=8\) см. Трубку закрывают и поднимают еще на расстояние \(l_{2}=44\) см. Какую часть трубки при этом занимает воздух? Атмосферное давление \(p_{0}=760\) мм рт. ст. Ответ дать в см и округлить до целых.

Пока решения данной задачи,увы,нет...

Ответ: 37

Узкую цилиндрическую трубку, запаянную с одного конца, длиной \(l=45\) см погружают открытым концом в сосуд с ртутью на глубину \(H=40\) см. Атмосферное давление \(p_{0}=76\) см рт. ст. Какова будет высота столбика ртути в трубке? Ответ дать в см и округлить до целых.

Пока решения данной задачи,увы,нет...

Ответ: 12

Вертикальная барометрическая трубка опущена в широкий сосуд с ртутью. Столб ртути в трубке над поверхностью ртути имеет высоту \(h_{0}=40\) мм, а столб воздуха над ртутью \(h_{1}=190\) мм. На какое расстояние надо опустить трубку, чтобы уровень ртути в трубке сравнялся с уровнем ртути в сосуде? Атмосферное давление \(p_{0}=760\) мм рт. ст. Ответ дать в мм и округлить до целых.

Решение №20147: \(\Delta h=\left [ \frac{\rho gh_{1}}{p_{0}}+1 \right ]h_{0}\)

Ответ: 50