Физика-10-11-Задачник-Степанова-2000-ГДЗ (991539), страница 13

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 13)

температура постоянна р0 ⋅ πr 2 l = pπr 2 (l − ∆l ) ; p = p 0;l − ∆ll25cмFТР = pS = p 0πr 2 = 10 5 Па⋅ 3,14 ⋅10 − 4 м 2 = 46 Н .l − ∆l25cм - 8сс641 а) Трубка стоит вертикально открытым концом вверх.p0 + ρgl = p;llllp 0 = S = p( + ∆l)S ; p 0 = ( p + ρgl )( + ∆l);2222ρgl 2lll2; ∆l = −.= p ( p 0 + ρgl )∆l + ρg2( p 0 + ρgl )222б) Трубка стоит вертикально открытым концом вниз.llllp + ρgl = p0; p 0 S = p( + ∆l)S ; p 0 = ( p 0 − ρgl )( + ∆l);2222p0ρgl 2lll2; ∆l = −.= p 0 + ∆l ( p 0 − ρgl ) − ρg2( p 0 − ρgl )222в) Трубка вращается вокруг своего открытого конца с частотойp0ll2ll. ; p 0 S = p( − ∆l)S ; p = p 0; .

( p − p0 )S = F ;22gl − 2∆lω=F=3l + ∆l2∫ρω 2 rSdr =ω 2 ρSl+ ∆l2x223l + ∆l2=1l + ∆l21 2ω ρlS (2l + 2∆l ) = ρgS (l + ∆l );22∆l= ρg (l + ∆l );l − 2∆lОтсюда получаем квадратное уравнение: 2 p0 ∆l − l 2 = 0.2∆l 2 +  l +ρg p − p0 = p0Его решение относительно ∆l и будет ответом. Т.к. кроме некоторых частных х случаев имеется 2 корня, то физически реальным будет решение,подходящее под условиеl0 ≤ ∆l ≤ .2г) Трубка вращается вокруг своего открытого конца.p0116l2llS = p( + ∆l ); p = p 0;22l + 2 ∆lF; где формула для F получена в пункте в).S2∆lF = ρgS (l + ∆l ); p − p 0 = p 0= ρg (l + ∆l );l + 2∆l2 p02p∆l = l 2 + 2∆l = l 2 + 2∆l + 3l∆l ; 2∆l 2 + (3l − 0 )∆l + l 2 = 0;ρgρg( p − p0 ) =l, и будет решением задачи.2642 Т1 = 0° С = 273 К; Т2 = - 20° С = 253 К; ∆Т = 100° С.Будем считать, что объем обоих сосудов при перемещении столбика ртутименяется мало, т.е.

процесс изохорический. ∆T p1T + ∆Tp;; p1 = p 1== p1 +TTT1T1T1 1 +∆Его решение, удовлетворяющее условию 0 ≤ ∆l ≤ ∆T ∆Т ∆T ; p2 > p1, т.к.p 2 = p1 +<.Т 1 T2T2 Значит столбик ртути сместится в сторону сосуда с большей температурой.643 S = 100 см2 = 10-2 м2; m = 28 г = 2,8 ⋅ 10-2 кг; М = 2,8 ⋅ 10-2 кг/моль;Т1 = 273 К; Т2 = 373 К; mп = 100 кг; р0 = 105 Па.m gp 0 + п = p, значит процесс изобарический.SmmmRT1 ; p (V + Sh) =RT2 ; pSh =R(T2 − T1 );pV =MMMmR(T2 − T1 )mR(T2 − T1 )h===mп gM ( p 0 S + m п g)MS ( p 0 +)SДж28г / моль ⋅ 8,31(373К − 273К )моль ⋅ К== 0,42 м.28г / моль ⋅ (10 5 Па ⋅10 − 2 м 2 + 100кг ⋅10 м / с 2644 h = 100 см = 10-1 м; S = 25 см2 = 2,5 ⋅10-3м2; Т1 = 87° С = 360К;Т2 = 17° С = 290 К; р0 = 105 Па; V - ?p Shp 0 Sh = νRT1 ; νR = 0 ; p 0 − ρg∆h = p; pS (h − ∆h) = νRT2 ;T1p2p;=T2 T2 + ∆T2pS ( h − ∆h) = p 0 ShT2;T1p (h − ∆h) = p 0 hp 0 h − p 0 ∆h − ρgh∆h + ρg∆h 2 = p 0 hT2T; ( p 0 − ρg∆h)(h − ∆h) = p 0 h 2 ;T1T1T2;T1117 T ρg∆h 2 - ( p 0 + ρgh)∆h + ρ 0 h1 − 2  = 0; T1 Получилось квадратное уравнение.

Для удобства решения подставим численные значения переменных.104∆h2 – 1,01 ⋅ 105 ∆h + 2⋅ 103 = 0. ∆h1 =1,01 ⋅10 5 − 1,006 ⋅10 5м = 2см.2 ⋅10 4∆h2 = 1,008 м > 10 см = h, т.е. не подходит. V = Sh = 50 см3.645 Т1 = -13° С = 260 К; р1 = 160 кПа = 1,6 ⋅ 105 Па; р0 = 105 Па;Т2 = 37° С = 310 К; р2 - ?Считая, что объем камеры меняется мало, получаем изохорический процесс.р1 + р0 р2 + р0;=Т1Т2p 2 = (p1 + p 0 )T2310 К− p0 = 260кПа ⋅− 100кПа = 210кПа.T1260 К646 Т1 = 150°С = 423 К; Т2 = 300°С = 573 К; р2 = 0,1 МПа; р1 - ?Т.к. объем лампы постоянен, процесс изохорический.p1 p 2T423K⋅ 0,1МПа ≈ 0,07 МПа.=, p1 = p 2 1 =T1 T2T2 573K647 S = 2,5 см2 = 2,5 ⋅ 10-4 м2; F = 12 H; р0 = 100 кПа = 105 Па;Т0 = -3° С = 270 К; Т - ?Fр = р0 + ;SТ.к.

объем бутылки не меняется до начала вылета пробки, процесс изохорический.p p0pT0 ;=,T=T T0p0F 12 H ⋅ 270 К ≈ 400 К .T0 = 1 +T = 1 +542−p0 S  10 Па ⋅ 2,5 ⋅10 м 648 р1 = 200 кПа = 2 ⋅ 105 Па; Т1 = 27°С = 300 К; Т2 = 50°С = 323К;S = 30 cм2 = 3 ⋅ 10-3 м2; р0 = 105 Па; m - ?Т.к. процесс изохорический,p1 p 2Tmg; p 2 = p1 +=, p 2 = p1;T1 T2T1STS 323К 3 ⋅10 −3 м 2− 1≈ 4,6кг.m = p1  2 − 1 ; m = 2 ⋅10 5 Па 300 К 10 м / с 2 T1g649 Да, т.к. средняя кинетическая энергия молекулы идеального газа пропорциональна температуре, а внутренняя энергия идеального газа есть сум-118ма средних кинетических энергий молекул (у идеального газа потенциальная энергия взаимодействия равна нулю).650 ν= 3 моль; Т = 127°С = 400 К; U - ?33ДжU = νRT = ⋅ 3 моль ⋅ 8,31⋅ 400 К ≈ 15кДж.22К ⋅ моль651 ν= 2 моль; U = 831 кДж = 8,31 ⋅ 105 Дж; Т - ?2 ⋅ 8,31 ⋅10 5 Дж≈ 33000 К .Дж3 ⋅ 8,31⋅ 2 мольК ⋅ моль652 V = 2 л = 2 ⋅ 10-3 м3; U = 300 Дж; р - ?2U2 ⋅ 300 Дж33== 10 5 Па.U = νRT ; pV = νRT; U = pV ; p =223U 3 ⋅ 2 ⋅10 −3 л653 V = 5 л = 5 ⋅ 10-3 м3; р = 200 кПа = 2 ⋅ 105 Па; U - ?33U = νRT ; pV = νRT; Значит U = pV ;223U = ⋅ 2 ⋅10 5 Па ⋅ 5 ⋅10 −3 м 3 = 1500 Дж = 1,5кДж.2654 р = 105 Па; U = 600 Дж; V - ?2U 2 ⋅ 600 Дж3== 4 ⋅10 −3 м 3 = 40см 3 .U = νRT ; V =3U23 ⋅10 5 Па655 V = 2 л = 2 ⋅ 10-3 м3; Т = 27°С = 300 К; U = 300 Дж; n - ?333U 3U = RT = νN A KT = NKT ;= nKT ;222V 22U2 ⋅ 300 Джn=== 24 ⋅ 10 25 м −3 .3VKT 3 ⋅ 2 ⋅10 −3 м 3 ⋅1,38 ⋅10 − 23 Дж / К ⋅ 300 К32UU = νRT ; T ==23Rν656 Т = 293 К; V = 1,5 л = 1,5 ⋅ 10-3 м3; n = 2 ⋅ 1019 см-3 = 2 ⋅ 1025 м-3; U - ?333U = νRT = NKT = nKTV =2223Дж25 3= ⋅ 2 ⋅10 м ⋅ 2,93 ⋅ 10 2 К ⋅1,38 ⋅10 − 23⋅1,5 ⋅10 −3 м 3 ≈ 182 Дж.2К657 Для определения термометра, который показывает большую температуру, их следует привести в контакт.

Через некоторое время на одном изних показания уменьшатся. Это и будет тот термометр, который показываетбольшую температуру.658 Т1 = 250 К;Т2 = 680К; М = 2 ⋅ 10-3 кг/моль; А = 400 Дж; m - ?mmA = p (V2 – V1) = pV2 – pV1; pV2 =RT2 ; pV1 =RT1 ;MMA=mR (T 2 − T 1 );M1192 ⋅10 −3 кг / моль ⋅ 400 Дж= 0,2 г ⋅10 −3 кг = 0,22 г.Дж8,31(680 К − 250 К )К ⋅ моль659 S = 250 cм2 = 0,025 м2; m = 10 г = 10-2 кг; m`= 12,5 кг;М = 2,8 ⋅ 10-2 кг/моль; Т1 = 25°С = 298 К; Т2 = 625°С = 898 К;р0= 105 Па; А - ? ∆V - ?mR (T2 – T1);A = p (V2 – V1) = ϑ R(T2 – T1) =Mm=MA=R(T2 - T1 )10 −2 кгДж⋅ 8,31⋅ 600 К = 1,78кДж.кгКмоль⋅2,8 ⋅10 − 2мольAA1780 Дж∆V = V2 - V1 ==== 1,7 ⋅ 10-2 м2 = 17 л.2m`gp⋅кгмс12,510/+ p0+ 105 ПаS0,025 м 2A=660 p = dV.Работа А – это площадь под графиком p(V).Этот график имеет вид:Это трапеция.

Таким образом:p + p1α(V 2 − V1 ) = (V 2 + V1 )(V 2 − V1 ) =А= 222α 2) = (V 2 − V12 ) > 0.2Т.к. изменение внутренней энергии будет∆U = β (p2V2 – p1V1) > 0.Значит газ поглощает тепло.mmm661 Т = αV2; pV =RαV 2 ; p =RαV .RT ; pV =MMMТаким образом мы получим, что задача № 661 полностью аналогична №mα mRα .

А =R(V 22 − V12 ).660 с условием замены α наM2 MГаз поглощает тепло.663 Q = 800 Дж. А - ? А′ - ?Т.к. процесс изотермический, то ∆U = 0.A = - Q = 800 Дж. А′ = -A = - 800 Дж.664 Q = 250 Дж. ∆U - ?Т.к. процесс изохорический, то А = 0.∆U = Q = 250 Дж.665 ∆U = 350 Дж; А - ? Q - ?Т.к. процесс изохорический, то А = 0.∆U = Q = 350 Дж.666 ν= 2 моль; ∆Т = 50 К; А, ∆U, Q - ?120A = p∆V = νR∆T = 2 моль ⋅ 8,31 Дж/(К⋅моль) ⋅ 50К = 831 Дж.33∆U = νR∆T = A = 1246,5 Дж. Q = ∆U + A = 2077,5 Дж.22667 ∆T = 100 К; ∆U = -1662 кДж; А, Q - ?32∆U = νR∆T ; νR∆T = U.232A = p∆V = νR∆T = ∆U = -1108 Дж.

Q = ∆U + A = 2770 Дж.3668 А = -200 Дж; ∆U - ?Т.к. процесс адиабатический, то Q = 0, т.е. ∆U = -А = 200 Дж. Внутренняяэнергия возросла.669 А = 150 Дж; ∆U - ?Т.к. процесс адиабатический, то Q = 0, т.е. ∆U = -А = -150 Дж. Внутренняяэнергия уменьшилась.670 V = 70 м3; Т1 = 280 К; Т2 = 296 К; р = 100 кПа = 105 Па. А - ?TV V2; V2 = V 2 ;Процесс изобарический, т.е.=T1T1 T2T296KА = р (V2 – V) = pV  2 − 1 = 10 5 Па ⋅ 70м 3 (− 1) = 400кДж.T280K1671 m = 320 г; М = 32 г/моль; ∆Т = 10К; А - ?m320 гДжR∆T =⋅ 8,31⋅10 К = 831 Дж.A = p∆V =M32 г / мольК ⋅ моль672 m = 2 кг; М = 2 ⋅ 10-3 кг/моль; ∆Т = 10 К; ∆Up - ? ∆Uv - ?5 m52кгДжR∆T = ⋅∆Up =⋅ 8,31⋅ 10 К = 2,08 ⋅ 105 Дж.кг2M2К ⋅ моль−32 ⋅10моль∆Uv = ∆Uр = 2,08 ⋅ 105Дж.Изменение внутренней энергии не зависит от процесса в газе, т.к.

и естьфункция состояния.673 T = 27°C = 300 K; m = 160 г = 0,16 кг; М = 3,2 ⋅ 10-2 кг/моль;А, ∆U, Q - ?m160 гДжA = p∆V = pV =RT =⋅ 8,31⋅ 300 К = 1,25 ⋅ 104 Дж;M32 г / мольК ⋅ моль5 m555∆U =R∆T = p∆V = pV = A = 3,125 ⋅ 104 Дж;2M222Q = A + ∆U = 4,375 ⋅ 104 Дж.674 ν= 800 моль; ∆Т = 500 К; Q = 9,4 МДж; А - ? ∆U - ?A = p (V2 – V1) = νR(T2 – T1) = νR∆T == 8 ⋅ 102 моль ⋅ 8,31 Дж/(К⋅моль) ⋅ 5 ⋅ 102К ≈ 3,3 ⋅ 106 Дж = 3,3 МДж.Q = ∆U + A; ∆U = Q – A = 6,1 МДж.675 V = 1 л = 10-3 м3; p = 107 Па; Т = 300 К = 3 ⋅102 К;121Q = 8,35 кДж = 8,35 ⋅ 103 Дж; р′ - ? T′ - ?5∆U = νR∆T , т.к.

кислород двухатомный газ.2А = 0, т.к. объем постоянен.pV5 pVЗначит: ∆U = Q; pV = νRT ;= νR; ∆U =∆T ;T2 T2∆UT 2QT∆T ==;5 pV5 pV2QT2 ⋅ 8,35 ⋅10 3 Дж ⋅ 3 ⋅10 2 К+ 300К ≈ 400 К;+T =5 pV5 ⋅10 7 Па ⋅10 −3 м 3∆T pV ∆T∆T;p∆V = νR∆T ; ∆p = νR==pVTT VT ′ = T + ∆T =1 2QT ∆T p′= p + ∆p = p1 + = p1 + ⋅T  T 5 pV =2Qp1 + 5 pV =2Q2 ⋅ 8,35 ⋅ 103 Дж= 107 Па +≈ 1,3 ⋅ 107 Па.5V5 ⋅ 10−3 м3676 p1 = 105 Па; m = 1 кг; ∆Т = 2 К; Q1 = 1,1 МДж = 1,1 ⋅106 Дж;Т1 = 373 К; Т2 = 273 К; V = 5 л = 5 ⋅ 10-3 м3;= p+Q2 = 2,1 МДж = 2,1 ⋅ 106Дж; р2 = 106 Па; М = 3,2 ⋅ 10-4 кг/моль;Q1 = Cpm∆Т; Q2 = Cvm1(T2 – T1); p2V =Q2 = C vCpCv=СрСvp Vm1RT1 ; m1 = 2 M ;MRT1p 2V T1 − T2Q1 C pRTm∆TM;;=p 2VM (T1 − T2 )RT1Q 2 CvQ1 p 2VM (T1 − T2 )=Q2mRT1 ∆T1,1МДж 10 6 Па ⋅ 5 ⋅10 −3 м 3 (373К − 273К ) ⋅ 4 ⋅ 10 2 кг / моль⋅≈ 1,69.2,1МДж1кг ⋅ 8,31 Дж /( К ⋅ моль) ⋅ 373К ⋅ 2 К678 p = p0 + αV; α = const; С - ?1) Т.к.

Характеристики

Список файлов книги