ГДЗ-Физика-задачник-10кл-Рымкевич-2004-www.frenglish.ru.djvu (991536), страница 30
Текст из файла (страница 30)
Таким образом, при переходе из состояния 1 в состояние 2 давление газа увеличивается. Ответ: увеличивается. 539. На рисунке 94 представлен замкнутый цикл. Участок СВ соответствует изотерме. Вычертить зту диаграмму в координатах р, Т и г', Т. Решение. Как можно за- р ключить из диаграммы на рисунке 94, А — изохора, ВС вЂ” изобара, С — изотерма, ВА — изобара. Из рисунка и на основании уравнения состояния идеального газа, записанного в виде Рнс.
94 ру — — сопз$, Т находим, что в процессе АВ давление растет пропорционально температуре, в процессе ВС вЂ” объем растет пропорционально температуре, в процессе СР— давление падает обратно пропорционально объему, в процессе ВА — объем падает пропорционально температуре. Этих данных достаточно для построения соответствующих рисунку 94 диаграмм в координатах р, Т и г, Т. Они построены на рисунке 95. Рис. 99 307 540 О газом некоторой массы был произведен замкнутый процесс, изображенный на рисунке 96. Объяснить, как изменялся объем газа при переходах 1 — 2, 2 — 3, 3 — 4, 4 — 1.
Решение. Используем для анализа процесса, изображенного на рисунке 96, уравнение состояния идеального газа в форме Рт' т — = — Я = сопз1. (1) Т М г Согласно этой формуле проРис. 96 цесс 1 — 2 является изохорным, так как соответствующий отрезок диаграммы лежит на луче, выходящем из начала координат р = рт, где р — константа.
Таким образом, на отрезке 1 — 2 объем был постоянным. Процесс 2 — 3, согласно рисунку 96, — изобарный. При этом из записанной выше формулы следует, что объем пропорционален температуре, поэтому на отрезке 2 — 3 объем увеличивался. На отрезке 3 — 4 зависимость давления от температуры, соответствующую рисунку 96, можно представить в форме р=р,(т-т,), (2) где ро и То — положительные константы. При этом, согласно формуле (1), зависимость объема от температуры с учетом изменения давления (2) имеет вид: Р= ~ (3) М р,(т — Те) ' откуда следует, что на отрезке 3 — 4 объем увелийился из-за уменьшения температуры.
Отрезок 4 — 1 — вновь изобара.'Следовательно, согласно (1), здесь объем уменьшался пропорционально уменьшению температуры. Ответ: 1 — 2 — оставался постоянным; 2 — 3 — увеличивался пропорционально Т; 3 — 4 — увеличивался; 4 — 1 — уменьшался пропорционально Т. 308 26. Насыщенные и ненасыщенные пары. Зависимость температуры кипения от давления. Влажность воздуха 541 Почему, если подышать себе на руку, получается ощущение тепла, а если подуть — ощущение холода? Решение.
Температура воздуха одинакова и в том и в другом случае, однако влажность выдыхаемого воздуха с руки очень мала и быстро достигается насыщение, во втором же случае насыщение не происходит. Продолжающееся испарение и обеспечивает некоторое охлаждение руки. 543 Давление водяного пара при 14 'С было равно 1 кпа. Был ли этот пар насыщенным7 Решение.
Согласно табличным данным давление насыщенного водяного пара при температуре 1 = 14 'С равно 1,6 кПа, поэтому в данном случае речь идет о ненасыщенном паре. 545. Б закрытом сосуде вместимостью б л находится насыщенный водяной пар массой бо мг. При какой температуре пар будет насыщенным7 Решение. Плотность паров в данном случае равна: Вычисления: -в бО 1О кг = 10-г кг/мз 10 г/мз б 10 м -з з Согласно табличным данным, пары такой плотности будут насыщенными приз = 11 'С.
Ответ:1 = 11 'С. 309 546 В цилиндрическом сосуде под поршнем, площадь которого 10 см, находится вода при 20 'С, причем поршень каса- 2 ется поверхности воды. Сколько воды испарится при перемещении поршня на 15 см? Решение. При перемещении поршня образуется объем У=10см 15см=150см =1,5 10 м .
Плотность насыщенных паров при температуре 20'С равна р = 17,3 г/м . Поэтому масса пара равна: з т=рT. Вычисления: т=17,3г/м 1,5. 10 м =2,6 10 г. Ответ: т = 2,6 мг. 547. 8 закрытом сосуде вместимостью 2 л находится насыщенный водяной пар при 20 'С. Сколько воды образуется в сосуде при понижении температуры до б 'Су Решение. Плотность насыщенных паров при 20'С, согласно табличным данным, равна р1 = 17,3 г/м .
з При 5 'С плотность насыщенных паров уменьшается до р2= 6,8г/м . Изменение массы насыщенных паров в объеме К = 2 м 3 равно: ~т = (Р1 — Рг)1'. Вычисления: Лт = (17,3 г/м — 6,8 г/м ) 2 ° 10 м = 21 мг. Масса Лт воды переходит при этом из газообразной в жидкую фазу. 310 549 Давление насыщенного пара эфира при 0'С равно 24,7 кПа, а при 40 'С вЂ” 123 кПа.
Сравнить значения плотности пара при этих температурах. Решение. Поскольку насыщенные пары эфира при данных условиях приближенно можно считать идеальным газом, то поэтому Р, Р,Тз Рз РзТ, Вычисления: Рг 24,7 10 Па(273 т 40) К 1 Рз 123 10з Па 273 К 4,34 Ответ: при 40 сС плотность в 4,34 раза больше. 550 но сколько раз концентрация молекул насыщенного водяного пара при 50 'С больше, чем при б 'С? Решение. Воспользуемся табличными данными и учтем, что концентрация пара п = р/т, где р — плотность пара, т — масса молекулы воды. Поэтому з "г Рз 83 г!м =12 2. з п1 Рг б,8 г!м Ответ: в 12,2 раза. 311 551 Трубка, один конец которой закрыт, наполнена водой и открытым концом погружена в сосуд с водой (рис.
9?). Вода в сосуде и трубке нагрета да температуры кипения. Что будет происходить с водой в трубке? Решение. Температура кипения жидкости при уменьшении давления понижается. Поэтому, если бы уровень воды в трубке был выше — — — — — уровня воды в сосуде на Ь, давление паров воды оказалось бы меньше атмосферно— — — — го на рдй (р — плотность во Рис. 97 ды) и началось бы кипение. Этот процесс прекратится, когда уровень воды в трубке опустится до ее уровня в сосуде. Ответ: уровень воды в трубке опустится до ее уровня в сосуде.
552. Можно ли считать, что при нормальном атмосферном давлении вода, находящаяся в достаточно глубоком сосуде, кипит при 100 чС? Решение. В достаточно глубоком сосуде к нормальному атмосферному давлению у поверхности воды добавляется давление пара. Это давление отличается от давления пара при данной температуре в закрытом сосуде и подобно обычному гидростатическому или атмосферному давлению рдй, где р — средняя плотность пара в сосуде высотой Ь. Поскольку температура кипения жидкости при увеличении давления увеличивается, при 100 ьС в достаточно глубоком сосуде вода еще не будет кипеть. Ответ: нельзя. 312 554. й кастрюле-скороварке вода кипит примерно при 120'С.
Кастрюля герметично закрыта крышкой, в которой имеется клапан, выпускающий пар при давлении 90 — 110 кПа (сверх атмосферного). Объяснить работу кастрюли. Решение. При увеличении давления температура кипения повышается. В кастрюле-скороварке максимальное полное давление, согласно условию задачи, достигает 190 — 210 кПа, т. е. увеличивается примерно вдвое. Поэтому и температура кипения воды должна увеличиться по сравнению с температурой 100еС при нормальном атмосферном давлении. Ответ: температура кипения воды повышается, так как над поверхностью воды поддерживается примерно удвоенное давление. 555 Образующиеся белые клубы при выдохе на морозе иногда называют паром. Правильно ли зто? Решение. Водяной пар, действительно выходящий изо рта при выдохе на морозе, до этого момента находился в тепловом равновесии с телом человека.
Поэтому давление в клубе пара на морозе некоторое время остается выше, чем его равновесное значение, характерное для температуры окружающего воздуха. В результате начинается конденсация (образование из пара капелек воды) — процесс, обратный парообразованию. Именно эти капельки (туман) и видны как белые клубы.
Таким образом, называть эти клубы паром неправильно. Ответ: нет, это туман — мельчайшие капельки воды. 55?. почему в морозные дни над полыньей в реке образует- ся туман? Решение. Поскольку вода в полынье не перешла в твердое состояние, ее температура несколько выше окружающего воздуха.
Поэтому давление пара, под- 313 нимающегося от воды, оказывается выше давления насыщенного пара при данной температуре, и начинается конденсация — образование капелек воды. Они и образуют туман. 558 Коли в комнате достаточно тепло н влажно, то при открывании зимой форточки образуются клубы тумана, которые в комнате опускаются, а на улице поднимаются. Объяснить явление. Решение. Клубы тумана, состоящего из капелек воды, образуются в результате охлаждения у форточки влайсного воздуха комнаты до состояния, когда давление пара комнатного воздуха превышает давление насыщенного пара. При этом температура воздуха в окрестности форточки несколько выше, чем на улице, и ниже, чем в комнате. Поэтому на улице более теплый, а следовательно, и более легкий воздух поднимается вверх, унося с собой клубы тумана.
Тот же воздух оказывается холоднее воздуха в самой комнате и потому вместе с туманом опускается вниз. 559. Как по внешнему виду отличить в бане трубу с холод. ной водой от трубы с горячейте Решение. Температура трубы с холодной водой ниже температуры окружающего воздуха, давление паров воды в котором близко к давлению насыщенного пара.
Поэтому вблизи холодной трубы давление паров воды оказывается даже выше давления насыщенного пара, величина которого падает при уменьшении температуры. Поэтому на трубе с холодной водой должна происходить конденсация пара с образованием капелек воды. По этим капелькам и можно отличить холодную трубу от горячей. 314 561 Парциальное давление водяного пара в воздухе при 19 'С было 1,1 кПа. Найти относительную влажность. Решение. Относительная влажность по определению со = — ' 100'/о . Ри. и При 1 = 19 'С давление насыщенных паров воды равно р„„= 2,2 кПа. Поэтому 1,1 кПа 2,2 кПа Ответ: ~р = 50о/о . 62 В 4 м воздуха при температуре 16 'С находится 40 г 562.
621 3 водяного пара. Найти относительную влажность. Решение. Относительная влажность со = — ' 100% = Р 100'/о, ри. и Р» и где р, р — парциальные давление и плотность водяных паров, ар„и и р„и — давление и плотность насыщенных паров. Итак, р = — = — = 10 г/м; лг 40 г з. 4м согласно табличным данным, при К = 16 'С находим Р.. = 13.6 г/и' Итак, <р = — 100о/о = 73 5%, 10 13,6 Ответ: ф = 73,5'/о. 1 Относительной влажностью можно считать отношение плотности водяного пара, фактически находящегося в воздухе, к плотности насыщенного пара при данной температуре. 315 563 Найти относительную влажность воздуха в комнате при 18 'С, если при 10 'С образуется роса.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
