Задачи

Фильтрация

Показать фильтрацию

По классам:

По предметам:

По подготовке:

По классам:

По авторам:

В координатах \(p, V\) задан цикл 1—2—3—1 (рис. ниже). Изобразить этот цикл в координатах \(\rho , T\). \(\rho \) - плотность газа, процесс 3—1 - изотермический. Ответ обосновать.

Решение №20061:

Ответ: NaN

Как меняется температура газа в процессе, график которого в координатах \(p, V\) изображен на рисунке ниже?

Решение №20062:

Ответ: NaN

На рисунке (рис. 9.19) приведен процесс изменения состояния идеального газа. Когда газ занимал объем \(V_{1}\), его температура равнялась \(T_{1}\). Какова будет температура газа \(T_{2}\), когда он займет объем \(V_{2}\)?

Решение №20063: \(T_{2}=T_{1}\left [ \frac{V_{2}}{V_{1}} \right ]^{2}\)

Ответ: NaN

Определить давление кислорода в баллоне объемом \(V=1 м^{3}\) при температуре \(t=27^{\circ}C\). Масса кислорода \(m=1\) кг. Ответ дать в Па.

Решение №20064: \(p=\frac{mRT}{MV}\)=\(7,79\cdot 10^{4}\)

Ответ: NaN

Какой объем занимают два моля идеального газа в фотосфере Солнца? Температура фотосферы \(T=6000\) К, давление \(p=1,25\cdot 10^{2}\) Па. Ответ дать в \(м^{3}\).

Решение №20065: \(V=\frac{vRT}{p}\)

Ответ: 798

Каким может быть наименьший объем баллона, содержащего кислород массой \(m=6,4\) кг, если его стенки при температуре \(t=20^{\circ}C\) выдерживают давление \(p=1568 Н/см^{2}\)? Ответ дать в \(м^{3}\).

Решение №20066: \(V=\frac{mRT}{Mp}\)=\(3,1\cdot 10^{-2}\)

Ответ: NaN

Доказать, что один моль идеального газа при нормальных условиях занимает объем \(V=22,4\) л, Сколько молекул при этом находится в единице объема (закон Авогадро)? Ответ дать в \(м^{-3}\).

Решение №20067: \(n=\frac{N_{A}}{V}\)=\(2,7\cdot 10^{25}\)

Ответ: NaN

Баллон емкостью \(V=20\) л содержит углекислый газ массой \(m=0,5\) кг при давлении \(p=1,3\) МПа. Определить температуру газа. Ответ дать в К и округлить до целых.

Решение №20068: \(T=\frac{MpV}{mR}\)

Ответ: 276

Баллон емкостью \(V=12\) л содержит углекислый газ. Давление газа \(p=1\) МПа, температура \(T=300\) К. Определить массу газа. Ответ дать в кг и округлить до тысячных.

Решение №20069: \(m=\frac{pVM}{RT}\)

Ответ: 0.212

При температуре \(T=309\) К и давлении \(p=0,7\) МПа плотность газа \(\rho =12 кг/м^{3}\), Определить молярную массу газа. Ответ дать в кг/моль и округлить до целых.

Решение №20070: \(M=\frac{\rho RT}{p}\)

Ответ: 44

Высота пика Ленина на Памире 7134 м. Атмосферное давление на этой высоте \(3,8\cdot 10^{4}\) Па. Определить плотность воздуха на вершине пика при температуре \(0^{\circ}C\). Чему равно число молекул воздуха в единице объема при данных условиях? Ответ дать в \(кг/м^{3}\).

Решение №20071: \(\rho =\frac{p \mu }{RT}\)

Ответ: 12.4

В колбе емкостью \(V=4\) л находятся кислород и азот при температуре \(0^{\circ}C\). Определить давление на стенки сосуда, если массы газов \(m_{1}=m_{2}=1\) г. Ответ дать в Па.

Решение №20107: \(p=\frac{RT}{V}\left ( \frac{m_{1}}{M_{1}}+\frac{m_{2}}{M_{2}} \right )\)=\(3,8\cdot 10^{4}\)

Ответ: NaN

Какое давление воздуха должно быть в сосуде, объем которого \(V_{1}=10\) л, чтобы при соединении его с сосудом объемом \(V_{2}=30\) л, в котором находится воздух при давлении \(p_{2}=10^{5}\) Па, установилось давление \(p=3\cdot 10^{5}\) Па? Температуру считать постоянной. Ответ дать в Па.

Решение №20108: \(p_{1}=p+\left ( p-p_{2} \right )\cdot \frac{V_{2}}{V_{1}}\)=\(5\cdot 10^{5}\)

Ответ: NaN

При какой температуре давление воздуха на дно сосуда высотой \(H=1,2\) м будет в \(k=1,00005\) раза больше давления на крышку сосуда? Ответ дать в К и округлить до целых.

Решение №20128: \(T=\frac{Mgh}{R\left ( k-1 \right )}\)

Ответ: 820

Со дна реки поднимается воздушный пузырек. У поверхности его объем увеличивается в \(\eta =1,5\) раза. Найти глубину реки, считая, что температура воды всюду одинакова. Атмосферное давление \(p_{0}=10^{5}\) Па. Ответ дать в м и округлить до целых.

Решение №20129: \(h=\frac{p_{0}\left ( \eta -1 \right )}{\rho g}\)

Ответ: 5

Тонкостенный резиновый шар радиусом \(R_{1}=3\) см наполнен воздухом при температуре \(t_{1}=27^{\circ}C\) и нормальном атмосферном давлении. Каким станет радиус шара, если его опустить в воду при температуре \(t=7^{\circ}C\) на глубину \(h=30\) м? Силы упругости, возникающие в резине, не учитывать. Ответ дать в см и округлить до десятых.

Решение №20130: \(R_{2}=R_{1}\left [ \frac{T_{2}}{T_{1}}\cdot \frac{p_{0}}{p_{0}+\rho gh} \right ]^{1/3}\)

Ответ: 1.8

На дне сосуда, заполненного воздухом, лежит полый стальной шарик радиусом \(r=2\) см и массой \(m=5\) г. До какого давления нужно сжать воздух в сосуде, чтобы шарик поднялся вверх? Температура постоянна, \(t=20^{\circ}C\). Ответ дать в Па.

Решение №20131: \(p\geq \frac{3mRT}{4\pi r^{3}}\)=\(1,23\cdot 10^{7}\)

Ответ: NaN

Тонкостенный резиновый шар массой \(m_{1}=50\) г наполнен азотом и погружен в озеро на глубину \(h=100\) м. Найти массу азота, если шар находится на этой глубине в положении равновесия. Атмосферное давление \(p_{0}=760\) мм рт. ст. Температура на глубине озера \(t= 4^{\circ}C\). Силы упругости, возникающие в резине, не учитывать. Ответ дать в г и округлить до десятых.

Решение №20132: \(m_{2}=\frac{m_{1}}{\frac{\rho _{в}RT}{\left ( p_{0}+\rho _{}gh \right )M}-1}\)

Ответ: 0.7

Полый стальной куб со стороной \(a=1\) м заполнен воздухом при нормальных условиях и запаян. Куб плавает в воде так, что его нижняя грань расположена горизонтально. Толщина стенки куба \(b=4\) мм. Вычислить давление воды на нижнюю грань куба. Ответ дать в кПа и округлить до десятых.

Решение №20133: \(p=p_{0}+g\left ( \frac{p_{0}aM}{RT}+6\rho _{ст}b \right )\)

Ответ: 101.8

Атмосфера Венеры почти полностью состоит из углекислого газа. Температура у поверхности планеты около \(t=500^{\circ}C\), а давление около \(p=100\) атм. Какой объем должен иметь исследовательский зонд массой \(m=1\) т, чтобы плавать в нижних слоях атмосферы Венеры? Ответ дать в \(ь^{3}\) и округлить до десятых.

Решение №20134: \(V=\frac{mRT}{pM}\)

Ответ: 14.6

Шар сделан из прочной нерастяжимой воздухонепроницаемой оболочки. Объем оболочки \(V=83,1 м^{3}\), масса шара \(m=5\) кг. На какую высоту сможет подняться шар? Давление у поверхности Земли \(p_{0}=10^{5}\) Па. Оно уменьшается вдвое при подъеме на каждые \(h_{0}=5\) км высоты. Температуру воздуха в верхних слоях атмосферы принять \(t=73^{\circ}C\). Ответ дать в км и округлить до десятых.

Решение №20135: \(h=h_{0} log_{2}\left [ \frac{p_{0}MV}{mRT} \right ]\)

Ответ: 24.3

Полый шар с жесткой оболочкой, масса которой \(m=10\) г, наполнен водородом. Объем водорода \(V=10\) л, Температура водорода и окружающего шар воздуха \(t=0^{\circ}C\). Найти давление водорода в шаре, если подъемная сила шара равна нулю. Атмосферное давление \(p_{0}=10^{5}\) Па. Ответ дать в Па.

Решение №20136: \(p=p_{0}\frac{M_{B}}{M_{H_{2}}}-\frac{mRT}{VM_{H_{2}}}\)=\(3,2\cdot 10^{5}\)

Ответ: NaN

В воздушном шаре весь наполняющий его водород заменили гелием. Во сколько раз изменилась подъемная сила шара? Весом оболочки шара пренебречь. Ответ округлить до сотых.

Решение №20137: \(\frac{F_{H_{2}}}{F_{He}}=\frac{M_{воз}-M_{H_{2}}}{M_{воз}-M_{He}}\)

Ответ: 1.08

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