Задачи

Фильтрация

Показать фильтрацию

По классам:

По предметам:

По подготовке:

По классам:

По авторам:

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

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

Трубку длиной \(b}=76\) см, запаянную с одного конца, погружают в вертикальном положении открытым концом в сосуд с ртутью. На каком расстоянии от поверхности ртути должен находится запаянный конец трубки, чтобы уровень ртути в ней был ниже уровня в сосуде на расстояние \(h=7,6\) см? Атмосферное давление \(p_{0}=10^{5}\) Па. Ответ дать в см и округлить до целых.

Решение №20148: \(x=\frac{p_{0}l}{p_{0}+\rho gh}-h\)

Ответ: 38 ниже поверхности ртути

В пространство над ртутным столбиком в трубке барометра попало немного воздуха. Когда барометр показывал давление \(p_{1}=748\) мм рт. ст., длина части трубки, занятой воздухом, была \(l=60\) мм. Трубку выдвинули из сосуда с ртутью еще на расстояние \(\Delta h=21\) мм, после чего барометр стал показывать давление \(p_{2}=751\) мм рт. ст. Считая температуру постоянной, определить атмосферное давление \(p_{0}\). Ответ дать в мм рт.ст. и округлить до целых.

Решение №20149: \(p_{0}=\frac{\left ( p_{2}-p_{1} \right )\left ( l-p_{2} \right )+p_{2}\Delta h}{\Delta h-\left ( p_{2}-p_{1} \right )}\)

Ответ: 761

В мензурке высотой \(h=0,4\) м и сечением \(S=12 см^{2}\), закрытой тонким невесомым поршнем, находится газ, молярная масса которого \(M=0,029\) кг/моль. Поршень опускают и освободившуюся часть мензурки до краев заливают ртутью. При каких значениях температуры газа можно найти такое положение поршня, при котором поршень будет находиться в равновесии (т.е. ртуть, налитая в мензурку, не будет выбрасываться давлением газа)? Масса газа в мензурке \(m_{1}=0,07\) г, внешним атмосферным давлением пренебречь. Ответ дать в К и округлить до целых.

Решение №20150: \(T< \frac{h^{2}}{4}\cdot \frac{M\rho gS}{m_{1}R}\)

Ответ: 319

Стеклянная трубка, запаянная с одного конца, расположена горизонтально. В трубке находится воздух, отделенный от атмосферы столбиком ртути длиной \(l\). Длина трубки \(2l\), длина столбика воздуха \(\frac{l}{2}\) атмосферное давление \(p_{0}\). На какое расстояние \(h\) сместится ртуть в трубке, если ее вращать вокруг вертикальной оси, проходящей через открытый конец, с угловой скоростью \(\omega =\sqrt{\frac{g}{l}}\)(\(g\) - ускорение свободного падения).

Решение №20151: \(h=\frac{p_{0}}{2}\left [ \frac{-l}{2p_{0}}-1+\sqrt{1+\frac{l}{p_{0}}+\frac{9l^{2}}{4p_{0}^{2}}} \right ]\)

Ответ: давление выражено в мм рт.ст.

Опрокинутый стакан высотой \(H=10\) см погружается в воду так, что дно стакана оказывается вровень с уровнем жидкости (рис. 9.23). На каком уровне \(h\) установится жидкость в стакане, если давление воздуха на поверхность воды \(p_{0}=0,1\) атм? Ответ дать в см и округлить до десятых.

Решение №20152: \(h=\frac{-p_{0}+\sqrt{p_{0}^{2}+4p_{0}\rho gH}}{2\rho g}\)

Ответ: 9.2

Стакан высотой \(h=9\) см, наполненный на \(\frac{2}{3}\) водой, плавает в воде так, что его края находятся на уровне ее поверхности (рис. 9.24, а). Этот же стакан с воздухом, нагретым до температуры \(t_{1}=87^{\circ}C\), погружают в воду вверх дном (рис. 9,24, 6), при этом стакан и воздух в нем охлаждаются до температуры воды, равной \(t_{2}=27^{\circ}C\). На какую глубину \(H\) надо погрузить стакан, чтобы он не всплывал и не тонул? Атмосферное давление \(p_{0}=0,1\) МПа. Давлением насыщенных паров в стакане пренебречь. Ответ дать в м и округлить до сотых.

Решение №20153: \(H=\frac{p_{0}\left ( 3T_{2}+T_{1} \right )}{\rho gT_{1}}-\frac{2}{3}h\)

Ответ: 15.06

К стеклянному баллону объемом \(V=25\) л припаяна трубка длиной \(l=1\) м и сечением \(S= 2 см^{2}\) (рис. 9.25). Своим концом стеклянная трубка соприкасается с поверхностью ртути. Сколько воздуха выйдет из трубки, если баллон нагреть от температуры \(t_{0}=0^{\circ}C\) до температуры \(t_{1}=100^{\circ}C\)? На какую высоту поднимется ртуть в трубке, если баллон снова охладить до \(0^{\circ}C\)? Первоначальное давление в трубке равно атмосферному \(p_{0}=10^{5}\) Па. Ответ дать в г и округлить до десятых.

Решение №20154: \(\Delta m=\frac{M\rho _{0}}{RT_{0}}\left ( V+Sl \right )\left ( 1-\frac{T_{0}}{T_{1}} \right )\)

Ответ: 8.6

В пробирке (рис. 9.26) находится идеальный газ при температуре \(T=300\) К. При нагревании до температуры \(T_{2}=500\) К, газ расширяется и выходит из пробирки в количестве \(\Delta m=4\) г. Плотность жидкости \(\rho =13,6\cdot 10^{3} кг/м^{3}\), атмосферное давление \(p_{0}=0,1\) МПа. Найти первоначальную массу газа в пробирке, если: \(a=10\) см, \(b=5\) см, \(l=75\) см. Давлением насыщенных паров жидкости пренебречь. Ответ дать в г и округлить до десятых.

Решение №20155: \(m_{1}=\frac{\Delta m}{1-\frac{T_{1}}{T_{2}}\cdot \frac{p_{0}+\rho ga}{p_{0}-\rho gb}\cdot \frac{l+a+b}{l}}\)

Ответ: 31.8

В \(U\)-образной трубке (рис. 9.27) высота столба воздуха \(l_{0}=300\) мм, а высота столба ртути \(h_{0}=110\) мм. В правое колено долили столько ртути, что ее уровень поднялся на расстояние \(\Delta h=40\) мм. На сколько изменился уровень в левом колене? Атмосферное давление \(p_{0}=760\) мм рт. ст. Ответ дать в мм и округлить до целых.

Решение №20156: \(x=\frac{\left ( p_{0}+h_{0}+\Delta h+l_{0} \right )-\sqrt{\left ( p_{0}+h_{0}+l_{0} \right )^{2}+4\Delta hl_{0}}}{2}\)

Ответ: 10

Когда в изображенном на рисунке 9.28 сосуде левое колено закрыли подвижным поршнем со скошенной нижней поверхностью, ртуть в правом колене поднялась, и давление над ней стало \(p\). На сколько уровень ртути в правом колене стал выше уровня ртути в левом колене? Масса поршня \(m\), атмосферное давление \(p_{0}\), площадь скошенной поверхности поршня \(S\), угол наклона к горизонту \(\alpha \). Плотность ртути \(\rho \).

Решение №20157: \(x=\frac{p-p_{0}}{\rho g}+\frac{m}{\rho \left ( S\cdot cos\alpha \right )}\)

Ответ: NaN