ГДЗ-Физика-задачник-10-11кл-Рымкевич-2006-www.frenglish.ru.djvu (991535), страница 23
Текст из файла (страница 23)
Запишем уравнение Квапейрона — Менделеева:РУ = В™. М ВТт Выразим р через и р = — = Фт, где коэффициент й = сопхг при иэохорном процессе. В = тВ/УМ н предстаиэяег собой тангенс угла наклона прямой р(Т) в коордн натах р и Т. При оаинаковых массах, ио разных объемах сосудов Вэ > ли если 1'э < Уг То есть при большем объеме угол наклона графика меньше. При одинаковом сбьеме сосудов, но разных массах газов В, > В и если тз > и« То есть прн болыней массе упи наклона графика больше. Отвес а) при большем объеме угол наклона графика меньше; б) при большей массе угол наклона графика больше.
Рй 542(537). В прсдыаушей задаче мы показали, что тангенс угла наклона изохоры (графика р(Т)) равен гй и = тй/уМ. Лля одной м той же массы ш отношение тангенсов ей а,/гй аз = У,/Уэ (равно обратному отношению объемов). Ответ: ГВ а,/ей а У,/Уи № 543(53В). Из уравнения Клапейрона — Менделеева выразим отношение У/Т: У Вт Т РМ В точке 1 это отношение равно приблизительно четырем, а в точке 2 — единицене.
Следовательно, давление в точке 2 выше, т. к. и, В и М являются пссгояннмми величинами. Ответ: давление газа увеличивается. № 544«(539). Рассмотрим рис.бО. УчастокАВ является нзохорой(У= сопи). давление р на этом участке растет, а т. к. дхя изохоры р/Т = сопи, то температура Т лб и ы — Лб Васы енине и пением иные ле н !75 также растет.
В координатах р, Т участок АВ предстввлшчся отрезком прямой, продшпкение которой стремится к началу координат. В координатах У, Т АВ является отрезком, параллельным асн Т (У = сопи). Участок ВС, согласно рис. 60, является изабарой (р = сонм). Объем газа У растет при псрехгше от точки В к точке С. Следовательно, васют и температура Т, т. к. лля изабары У7Т сапы. В каодаинатахр, Т ВС вЂ” отрезок прямой, параллельной оси Т. В каорлинатах У, Т ВС является отрезком пряной, продолжение которой стремится к началу координат. Участок СВ на рис.
60 соответствует изачерме (т = сапы). 2(авпение р расею, а обьем У увеличиваетса прн переходе от С к В, Следовательно, в координатах р, Т это будет отрезок, параллельный оси р вниз от точки С. Заметим, что давление в тачках А н В одинаково (см. рма. 60). Значит, ординаты точек А н В на графике р. Т будут одинаковы. В координатах У, Т отрезок СВ тоже параллелен оси У (Т = сопл!), нот. к. объем У увеличиваегся, орхиназв точки Ю больше ордн наты точки С. И, наконен, из рис. 60 видно, что ЭА — это нзобара, причем объем газа умен ьшшгся ат точки Э к точке А.
Слсловательно, уменьшается и температура Т. В координатах р, Т А2) — отрезок прямой, продолжение которой стремится к на шлу координат. Вот соответствующие графики: 30 545е(540). р Вш При переходе ! в 2 отношение — = — остается постоянным. Т Улб Значит, У совы н пропесс является иэохорным. Переход 2 в 3 яшиется изобарным.
а темперпура газа при этом расгсг. Из уравнения У(Т = сопи следует, что на этом участке объем У растш прямо пропорнионально росту температуры Т. На участке 3-4 давление и температура уменьшаются, но нс прямо пропорпионально друг другу. Проведем из>хоры через тачки 3 и 4. Наклон второй изохоры будет меньше. Согласно решению зааачи йй 542 абьем и точке 4 будет больше: У > Уз. Следовательно, У увеличивается. И, наконец, переход 4 в ! является иэабарой с понижением температуры Поэтому на )частке 4 — ! объем У умсньшасгся примо пропорционально Т. 26. Нвсыщвнныв н ивнвсыщвнньш пары. Зависимость температуры кипения от давления.
Виажнасть воэдукв )6 546(54!). Если подышать на руку, то пары волы сконденсируются на ладони, выдеяигся некоторое количество теплоты и возникает ощущение тепла. Если подуть на руку, то испарение ваагн с поверхности усилится, что приведет к гщ Раааа У Осясе» ло» «с-аияетячгскса и дополннгсльмому гпбору тепла от руки и возникнет ощущение холоаа. Крома того, движущийся колодный воздух, по сравнению с покоящимся, эффскпшнсс отбирает тспло за счст тсплосбмена с рукой. Уй 547(542). Эфир испарястся значительно быстрее вгцы„т.
е. в единицу врсмсни масса испарявшегося эфира будст зиачнгсльно больше массы испарявшейся мшм при прочих равных условшш. /ь так как количество поглощенной тсшюты в процсссе парообрззования равно произвсдснию удгльной теплоты парообразоаания на массу испарнвшсйся жидкости, то дая эфира это пропэвсдсние булст болыинм. № 540(543). Дано; Решение: ,г !4'С Потабаицс5опреасхшььчгопритсмперпурс 14 Сдавлсниенасыр = 1 кПа щеннагопираравно1бкПк Внмпемглучаср < 16 кПа, значит, пар р т цсшгшицсцщ,щ, Ошсг: пар насыщенным ие бмл.
№ 545(544). Дано: Рсшснис; Г = 25 С Из таблицы 5 аидсо, чго плстносш насыщенного пара при темпер 23 г/м» ратурс 25 'С равна 23 г/из . Следовательно, по условмю задачи мы р-у имс насыщенны» и р. й. Огэст: пар насыщенны )й 550(545). Дано: Решение: Р = 5 л Найлем абсолютную вшжность воздуха в сосуда. По опрсдсаению, ю = 50 м абсоаютной вяэжнсстыо ивзывастся масса пара в единица обьсма г - ! воздуха, т, е., фактически, пастность пара р„= м/Ъ'. По )юювию 50 мг бб ° 10 г г р„- — -,, = !0 г/м'.
бл б ° 10ьм' Такая плотность пара соответствует плотности насышеннопг пара при температура г =! 1 'С (см. таба. 5). То ость, соли данный сосуд охладить до 11 С н нижс, го пар в нем стансг насмщснным. Опюп г < 11 'С. № 55!(544). Рсшснис: При лвижсния поршня ввсрх в начальный момснтврсмсни сбразусюа вакуум, который тшчас будет заполняться парами воды эглглсшис сс кипения. (При г 20 'С вола кипит уже при дввхсиии 2,33 кПа, см. табл. 5). После остановки поршня вала будст кипеть до тех пор, пока под поршнем нс сбразустся насыщенный пар. Требуется определить, какая масса воды образовала насыщенный пар а объсмс пространства между поршнем и поверхностью воды.
Па определению, цлстиость пара р и/Р, где т — масса М Н явам в велш яз» волы в сбьеме У. Отсюда м рк По таблнпе 5 находим плотность насыщенного пара при з 20 'С: р 17.3 г/мз. Окончательно, масса испарявшейся мшы: ш рУ рзд 17,3г/мз ° 1О змз 0,15и 2,6 1О зг 2,6мг. Отшп лз = 2,6 мг. Уй 552(547). Решение; Плстнссшнасьшмняогопара приг, 20 Сравнарн 17,3г/мз. При температуре Ю 'С ася вова была в парсобразном сосшянии сс масса ссстамшла ш, р К Прн температуре 5 'С часть восконденсмровалась, а в пвросбразном состоянии опвлось = рук Слсвовшемяю, сконденсировалссь мз (рм рз)У (17 Зг/мз 65г/мз) .
2. 10-змз 21 ' 1О з г 2! мг. Отвес м 21 мг. Уй 553(540). шение: есмотря на то, что насыщенный пар не яваяешя идеьным газом, для него справедливо уравнение рнт у=в М зная шюгнссть р, можно определить давление р насы- шснннх паров. р ' -0,54 Па.
а ° 10 ' кг/м' - 0,31 ш. ° 293 К О. г кг/моль Отвез: р 0,24 Па. Уй 554(549). Решение: Воспользуемся выражением. связывающим давление р м плотность р насыщенных паров: рВТ Р М где М вЂ” мслярная масса,  — универсальная шзоввя постоянная, Т вЂ” абсслютнмз температура. Очевидно ! р,нт м гь рт зь рт 120 Пв гуЗК рВТ р, р,Т, р, Р,Т, г4,7 кПа 013 К М Слслопюельно, плотность насмшснных паров при 40 'С в 4,34 раза больше, чемпрпб С, Ответ: плотность пара при температуре 40 'С в 4,34 раза больше.
173 Глава у Огласи зимек зл льхихетигегвсв мев ии № 55Я550) Дано: 1,=50 С-ЭгЭК Сз 5 С= 273 К л,/л — т Решение: Из уравнения Клапейрона — Менделеева слелуст, чгодав- ление шва р = лЛТ, тле в — конпсппипия молекул газа, Л— шюгояннав Больцмана, Т вЂ” абсолютная шмпсрпурк Это уравнение пол)чштся из уравнения р = — подстановкой ю и р/, мйт РМ В = ЛФл, М шв(тл ше шв — масса олной молекулы, Ул — настоянная Аошлр . )/ Получаем р = — ЛТ лЛТ, ше л = Лг/Р— число молекул Лг в единице объ- ема р. Так как р = л ЛТ яр и ЛТ, то хх = -з-ь, л Т. Величины давления насыщенных паров р, н р берем из таблицы 5.
Отсюда л, р Т !33 кпа ° 378 К л р,Т, 0,88 кПа ° 323 К Ответ; концентрация молекул больше в 12 раз. № 555(551). В процессе кипения давление паров жидкости рвано павле ни юле насыщенн- огоо гара при температуре кипения. В частности, при температуре! (Ю "С лав- ление насыщенных паров воды равно нормальному атмосферному ( 100 к Па). Давление паров воды в пробирке будш равно атмосферному, н давление нал по- верхностью воды таске равно атмосбжрнаму. Поэтому уршинь воды в трубке опусппся ло уровня юды в акуде (разность уровней опредыисюв раностью давлений внутри н вне трубки и равна нулю). Ответ: уровень воды в трубке опустится до ее уровня в сосуде. № 557(552).
Давление воды иа дне сосуда превышает атмосферное лавлсн не на вели- чину ряд, где р — плотность воды, 8 — ускорение свОбслного падения и Л— высота симба мшы. Для достаточно глубоких сосудов пренебрегать этой величиной нельзя, т. к. высота Л = 1 и эквивалентна давлению в 1О кПа Следовательно павле нис на дне сосуда будет больше атмосферного, н тем- пература кипения волы будет больше! 00 'С. Ответ: нельзя. № 558(552). л Дано: Решение: г = 19 'С Кипение жидкости начинается, когда лавление насыщенного па- р — ? Ра палее поверхностью становится равным внешнему давлению. По таблице 5 находим, что лавление насыщенного пара при г = 19 'С равно 2,2 кПа. Следовательно, пра внешнем давлении 2,2 кПа начнется кипение воды при !9 'С, Огвсг: р 2,2 кПа. Ла Ншы яимг и гмяасы миыг яа м № 559(554).
Из термодинамики известно, по температура кипения жнлхасш повышаегся с ростом давления (уравненне Клапейрона — Кхаузнуса). Зтат эффект нспользуегся лля ускорения прнготовяення пиши в кастрюлях-сковородках, пронсыая шаго за счет повышения температуры тепловой обработки прсдукюв (температуры кипения воды). Блапгшря конструкции кастрюли в ней поддерживается прнблмэнтельно удвоенное атмосферное лавйенне насышенных паров воды, н кипение пронсхолнт примерна при ! 20 'С. Существенно, что прн этом не происходит дополннтельнопг расхода тепловой энергия нагревателя. № 566(555).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
