Задачник по физике - Белолипецкий С.Н. (1238768), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Определите показатель политропы п. 2.582. Вертикально расположенный цилиндр, закрытый с обоих сторон, разделен тяжелым тсплонепронпцаемым поршнем на две части, в которых находится одгшаковог количг ство воздуха. При Тг = 400 К давление в нижней части р2 в два раза больше давления рг в верхней. До какой температуры Т2 надо нагреть воздух в нижней гастп цилиндра, чтобы объемы его верхней и ннжнегл частей стали одинаковыми? 2.59 . В вертггка,тьном закрытом цгглнндрс имеется пор- а шенгь который может перемещаться без трения (см. рисунок).
ПО ООС стОроны От пОрп!н51 находг!Тся ОдинакОвые угассь1 ОднОГО и того же газа. Пргл техшературе То, одглнаковой во всем цилиндре, объем верхней части в и раз болыпе объема нижней. Каким будет отношение обьсмов и' = ~~гггЪ~ верхней и нижнеГг частей ци„пгндра, если повысить температуру газа в обеих частях до значения Т~? 2.602. В цилиндре находится газ при температуре То.
отделенный от атмосферы невесомым поршнем. Поршень удерживается упругой пружиной (см. рггсунок). До какой температуры Тг нужно нагреть газ, чтобы его объем увеличился в и = 1,5 И задаче 2.52 И задаче 2.гго раза? Ести газ полностью откачать из-под поршня, поршень будет находггться в равновесии у дна цгглиндра.
Атмосферное давление равно ро. 2.612. В вертикально расположенном цилиндре находится газ массы ии Газ отделен от атмосферы поршнем, соединенным с дном цилиндра пружиной жесткости Й (см. рисунок к задаче 2.60). При температуре Тг поршень расположен на расстоянии 6, от дна цилиндра. До каков температуры Т2 надо нагреть 78 МОЛЕКУЛИРНЛЯ ФИЗИКЛ И ТЕРМОДИНЛГИИКЛ ГЛ.
2 газ, чтобы поршень поднялся до высоты Н? Молярная масса газа равна д. 2.62в. В цилиндре под поршнем площади Я = 100 смз находится ьч = 28 г азота при температуре Т~ = 273 К. Цилиндр нагревается до температуры Тз = 373 К. На какую высоту ЬЬ поднимется поршень массы?51 = 100 кг? Атмосферное давление ре = 1,0 10' Па. 2.63в. Посередине горизонтальной трубы, открытой с обоих концов, находится поршень площади о = 1, 5 дм и массы п5 = 2 = О, 79 кг, герметично прилегая к гладким стенкам трубы. Трубу закрывают с концов и устанавливают вертикально. На сколько ЬТ надо нагреть воздух под поршнем. чтобы вернуть его в прежнее положение? Атмосферное давление ро = 1,0 10' Па, температура атмосферного воздуха То = 273 К, поршень и труба тсплонспропн цасмы. 2.64в. Резервуар объема Ъ~ = 50 л соединили с резервуаром объема Гз = 15 л с помощькэ короткой трубки, в которой имеется специальн5яй клапан давления, позволяю5ппй газу просачиваться из болыпого резервуара в малый, если давление в болыпом резервуаре превышает давление в малом на Ьр = 88 мм рт.
ст. Сначала при То = 290 К болыпой резервуар содержит газ при но1эмальном атмосферноы давлении, а мене ппт53 — Отксгзан до состояния вакуума. Каким будет давление рз в малом резервуаре, если всю систему нагреть до 11 = 162'С? 2.65в. Воздух находится в открытом сверху вертикальном цилиндрическом сосуде сечения Я = 20 см под поршнем масс5я 2 ьч = 20 кг. После того как сосуд стали двигать вверх с ускорением а = 5, 0 м~'с', в5ясота столба воздуха между поршнем и дном уменьшилась на 6 = 2088 . Считая температуру постоянной. определите по этим данным атмосферное давление ро. Трением между поршном и стенками сосуда пренебре ть. 2.66в.
В открытой с обоих концов горизонтальной трубке с площадью поперечного сечения в = 10 сх5~ на расстоянии Ь = = 10 см от одного из ее концов находится поршень. С этого же конца вставляют и на шпак>т вдвигать в трубку другой поршень. При каком расстоянии й между поршнямп первый поршень сдвинется с места? Сила трения скольжения между поршнем и стенками трубки равна Š— — 100 Н, атмосферное давление ро = 1,0.
10~ Па. Температуру считать постоянной, толщиной поршней пренебречь. 2.674. Тонкостенный стакан массы Л1 = 50 г ставят вверх дном на поверхность воды н медленно опускают его вглубь так, что он все время сохраняет вертикальное полсакение, 11а какой минимальной глубине 5 должно оказаться дно стакана, чтобы 2.6 ВнУтРенн5тя энВРГиЯ.
РлВОтл идвлльнОГО !'лзл 79 он но всплыл? Высота стакана П = 10 см, площадь его дна В = 20 сутг. Давлением водяного пара в стакане пренебречь. Атмосферное давление ро = 1, 0 10 Па. Процесс считайте изо- 5 термическим. Плотность воды пртлнять равной ро. 2.68л. Герметически закрытый бак высоты Н до самого верха заполнен водой. На его дне находятся два одинаковых пузырька воздуха. Давление на. дно бака при этом равно ро. Каким станет давление р на дно, еслтл один пузырек всплывет? Процесс считайтс изотермттческим. Плотность воды принять равной ро. 2.6. Внутренняя энергия идеального газа.
Работа идеального газа Внуптренняя энергття иттеттгтьного гаго. определена выражетптем — — — ВТ= -,''р1 = — "СРТ, 2 2 р 2 р, где тут число молокул газа; Стг теплоемкость одного моля идеального газа при постоянном обьеме. Работа расширения газа при постоянном давлении равна ЬА =- рЬтг где Ь1г —.
приращение объема системы. Первое нонаяо !'ттервьтй закон) термодинамики: количество теплоты Ьф сообщаемое системе, расходуется на изменение внутренней энергии системы ЬП и на совершение системои ра- боты ЬА: 2.69т. Газ, имевший объем 1гт = 10 л и давлентлс р =- 2,0 х х 10' Па, расширился тлзобарно до объема Ра = 28 л. Какова работа А, совершенная газом? 2.70 . Кислород массы т = 10 г находится под давлением г р = 3,0 . 106 Па при температуре 1 = 10'С.
После изобарного нагревания газ занял объем 1лз = 10 л. Найдите изменение внутренней энергии газа,."тП и совершенную ям работу А. 2.71з. Гелий массы ка = 2, 8 г нагревают: а) при постоянном давлении; б) при постоянном объеме. Подведенное к газу количество теплоты в обоих случаях равно т.'л0 = 600 Дж. Найдите изменение температуры газа ЬТ в обоих случаях. 2.72з. Для нагревания тп = 1 кг неизвестного газа на ЬТ = =. 1 К при постоянном давлении требуется количество теплоты т"тф, = 912 Дж, а при постоянноут объеме — Ьт.,т, = 649 Дж. Определите малярную массу р этого газа. 80 сИОДЕКУЛНРНЛЯ ФИЗИКЛ И ТЕРМОДИНЛРИИКЛ ГЛ.
з Ра 2.73 . В сосуде объема 1с = 10 л находится гелий под давлс. нием р5 = 1, О. 10' Па. Стенки сосуда могут выдержать внутреннее давление рз = 1,0 10а Па. Какое максимальное количество тссплотл,л,ЬЯ ~~~~~ сооощить газу в этом ссзсудс*.? 2.74Я. На рисунке представлен график процесса, происходящего в идеальном газе. Состояние 1 характери объемом 'гон давлением 2ро,состояние 2 сз объемом 2 го и давлением рсь Най- 7 длтте количество теплоты ЛЯ, которое было сообщено газу.
2.75~. Определите давление р — — — — — — — — — 2 идеального одноатомного газа, за- ! нималошего ооъем Г = 2,0 л, есо ли его внутренняя энергия 1з' = 300 Дж. 2.76з. Идеальный одноатом- К задаче 2.74 ный газ массы т. нагревают при постоянном давлении так. что зна.ление средней квадратичной скорости молекул лшменяется от ос до пз.
Определите количество теплоты Ьо„с, сообп1енное газу. 2.77з. Идеальный одноатомный газ, взятый в количестве сз моль, нагревак5т при постоянном давлении. Какое количество теплогы з."5(,5 следует сообщить газу, чтобы средняя квадратичная скорость его молекул увели лилась в и раз? Начальная температура газа равна То. 2.78 . Прп сжатии ллдеального двухатомного газа по политропному закону; когда 151'" = сопв1, где и известный показатель политропы, объем газа уменьшился в г раз.
Определите изменение зУ с7 внутренней энергии газа в этом процессе,. если до с>катсля газ занимал объем 1сл при давлении рл. 2.79з. Одноатомный гвз массы т, пмекзщллй начальную температуру То, участвует в полптропном прсзллессе, для которого выполняется условие рИа = сопв1, где и — известный показатель политропы. В ходе этого процесса давление газа выросло в й раз. Определллте изменение сзс7 внутренней энергии газа в этом процессе.
Молярная масса газа равна 5з. 2.80 . Масса т идеального газа, находящегося при темпе- 2 ратуре То, охлаждаетсч изохорно так, .лто давление падает в и ра ь Затеял газ расширяется при постоянном давлении. В конечном состоянии его температура достиплет первоначального значения. Определите совершенную газом работу А. Молярная масса газа равна р. 2.81Я. В цишлндре с пзлощадью основанлля Я = 100 см' находллтся воздух прп температуре Т = 290 К. На высоте Н = О, 6 м ! нлчл:!О тегмОдинлмики. тент!ОемкОсть 81 2.7 от основания цилиндра расположен легкий поршень, на котором лежит груз массы пг = 100 кг (сы, рисунок), Какую работу совершит газ при расширении, если его нагреть на ЬТ = 50 К? Атмосферное давление ро 1,0 10з Па.
пг 2.822. Некоторое количество газа занимает объем Ъ'! = О, 01 мз при давлешп! р! = 1, О. 10' Па и температуре Т! = = 300 К. Сначала газ нагревают без изменения объема до температуры Т2 = = 320 К, а затем -- при постоянном давлении до И температуры Тз = 350 К. Найдите соворшеннук> газом работу А. 2.832. В цгглиндре под поршнем находится у газ. Поршень соединен с дном цилиндра пружиНОй. ПРИ НаГРЕВаНИИ ГаЗа ЕГО О6ЪЕМ ИЗМЕНЯСтСЯ К задач~ 2 З! от Ъ! до Г>, а давление .
от р! до р2. Пренебрегая трением и массой порптня, определите соверп!екнув! при этом работу А. 2.842. В изотермическом процессе газ совершает работу !У,А = 1000 Дж. Чему будет равно изменение внутренней энергии газа 2зс7, если ему сообщить количество теплоты вдвое большее, чем в первом случае. а процесс проводить при постоянном объеме? 2.7. 1 начало термодинамики. Теплоемкость Те!!лоемкостью С тела называют физическую величину, численно равную отнопгению количества теплоты с!!,!, сообщаемого телу, к изменению Л.Т температуры тела в рассматриваемом термодинамическом процессе: ЬЯ ЬТ Моллрной теплое.мкостью называя>т теплоемкость одного моля вещества: т п = —.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
