Задачи

В термокружку налили горячий чай.

1. Как правило, если в горячий чай поместить ложку комнатной температуры, он остынет быстрее. Объясните этот факт.

2. Может ли чай остыть быстрее, если в него поместить ложку температуры чая?

Ответ в каждом случае поясните, основываясь на известных физических явлениях и законах.

В цилиндре под поршнем находится некоторое количество газа, занимающего при температуре и давлении Н/м² объем м³. Какую работу пришлось совершить, сжимая газ при постоянном давлении, если его температура при этом понизилась до Трение между стенками цилиндра и поршнем отсутствует.

Масса идеального газа, находящегося при температуре охлаждается изохорно так, что давление падает в раз. Затем газ расширяется при постоянном давлении. В конечном состоянии его температура равна первоначальной. Молярная масса газа Определить совершаемую газом работу.

Морозным зимним днем (температура воздуха была около ) школьник Миша пришел домой после школы, и ему показалось, что дома очень сухой воздух. Домашний гигрометр показал относительную влажность На улице, откуда он только что пришел, такого ощущения не было. Миша проверил прогноз погоды — оказалось, что относительная влажность в этот день составляла Поэтому Миша решил открыть окна, чтобы запустить в квартиру более влажный уличный воздух. Закрыв окна и дождавшись, пока воздух нагрелся до прежней комнатной температуры, Миша с удивлением обнаружил, что относительная влажность в квартире стала меньше Объясните этот эффект, основываясь на известных Вам физических законах.

Чайник с кипятка теплоемкостью остывает до некоторой температуры в раз быстрее, чем чайник с кипятка. Найти теплоемкость чайника, считая скорость теплообмена чайника с окружающей средой постоянной.

Мокрый снег (смесь воды и льда при температуре кристаллизации воды) превратили в пар на горелке мощностью 1 кВт за 1000 секунд. В снегу содержалось льда. Сколько воды содержалось в мокром снегу, если КПД горелки равен 85%? Теплоемкостью сосуда и теплопотерями пре­не­бречь.

Алюминиевый чайник, долгое время стоящий на плите с двумя литрами воды, вскипятили на газовой плите. Вылив кипяток, сразу набрали столько же воды комнатной температуры и снова довели ее до кипения на той же конфорке. Оказалось, что во второй раз вода закипела на 6% быстрее. Найдите массу чайника. Теплообменом с окружающей средой пре­не­бречь.

В запаянной с одного конца трубке находится влажный воздух, отделенный от атмосферы столбиком ртути длиной мм. Когда трубка лежит горизонтально, относительная влажность воздуха в ней равна 80%. Какой станет относительная влажность этого воздуха если трубку поставить вертикально, открытым концом вверх? Атмосферное давление равно 760 мм рт. ст. Температуру считать постоянной.

Два сосуда, содержащих одинаковое число молекул гелия, соединены краном. В первом сосуде средняя квадратичная скорость молекул а во втором Какой будет эта скорость, если открыть кран, соединяющий сосуды?

Цилиндрический сосуд с гладкими стенками разделен легким подвижным поршнем на две части. В одной части сосуда находится неон, в другой — аргон. Температуры газов одинаковы. Определите отношение концентрации молекул неона к концентрации молекул аргона в равновесном состоянии.

Ответ:

При увеличении абсолютной температуры средняя кинетическая энергия хаотического теплового движения молекул разреженного одноатомного газа увеличилась в 2,5 раза. Конечная температура газа равна 500 К. Какова начальная температура газа?

Ответ: К

Какое количество теплоты поглощается в процессе кипения и обращения в пар воды, происходящем при и атмосферном давлении

Ответ: кДж

На рисунке показан график процесса, проведённого над 2 моль газообразного аргона. Найдите отношение абсолютных температур

Ответ:

Рабочее тело тепловой машины за цикл получает от нагревателя количество теплоты, равное 64 Дж, и совершает работу, равную 16 Дж. Чему равен КПД тепловой машины?

Ответ: %

Медную кастрюлю наполнили на 2/3 водой, закрыли лёгкой крышкой и спустя несколько часов поставили на огонь. Воду в кастрюле довели до кипения и кипятили в течение некоторого времени. Атмосферное давление составляло 760 мм рт. ст.

Выберите все верные утверждения, описывающие характеристики воды, водяного пара и кастрюли.

1. Относительная влажность воздуха под крышкой в процессе нагревания воды оставалась постоянной.

2. В ходе кипения воды средняя потенциальная энергия взаимодействия молекул воды, переходящих из жидкости в пар, увеличивается.

3. Давление водяных паров под крышкой в ходе процесса нагревания воды уве­ли­чи­ва­лось.

4. Температура медного дна кастрюли с водой при кипении была немного меньше 100 °С.

5. Плотность насыщенных водяных паров над поверхностью воды при нагревании до кипения оставалась постоянной.

Ответ:

Газ получил количество теплоты, равное 300 Дж, при этом внутренняя энергия газа уменьшилась на 100 Дж. Масса газа не менялась. Какую работу совершил газ в этом процессе?

Ответ:

1 моль одноатомного идеального газа участвует в процессе 1-2-3, график которого изображён на рисунке в координатах где — давление газа, — объём газа. Как изменяются плотность газа в ходе процесса 1-2 и абсолютная температура газа в ходе процесса 2-3? Масса газа остаётся постоянной.

Для каждой величины определите со­от­вет­ству­ю­щий ха­рак­тер изменения:

1. увеличивается
2. уменьшается
3. не изменяется

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

В жёстком герметичном сосуде объёмом при температуре длительное время находился влажный воздух и воды. Сосуд медленно нагрели до температуры Пользуясь таблицей плотности насыщенных паров воды, выберите все верные утверждения о результатах этого опыта.

1. При температуре влажность воздуха в сосуде была равна примерно

2. В течение всего опыта в сосуде находилась вода в жидком состоянии.

3. Так как объём сосуда не изменялся, после испарения всей воды давление влажного воздуха увеличивалось пропорционально его абсолютной температуре.

4. В начальном состоянии при температуре 289 К пар в сосуде был ненасыщенный.

5. Парциальное давление сухого воздуха в сосуде монотонно возрастало.

Ответ:

Один моль идеального газа участвует в процессе 1-2-3, график которого изображён на рисунке в координатах где — давление газа, — абсолютная температура газа.

Как изменяются объём газа в ходе процесса 1-2 и концентрация молекул газа в ходе процесса 2-3? Масса газа остаётся постоянной.

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1. увеличивается
2. уменьшается
3. не изменяется

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Василий живет на первом этаже. За один прием душа он тратит горячей воды и некоторое количество холодной. Температура горячей воды, текущей из крана, равна а температура холодной равна Однажды Василий решил принять душ у соседа, живущего на 5 этаже. Оказалось, что у того температура горячей воды составляет где — известный безразмерный коэффициент. Сколько горячей воды потратит Василий на приём душа на 5 этаже? Температура холодной воды одинакова везде.

Какой объем занимает один моль газа при нормальных условиях?

Каково давление газа в электрической лампочке, объем которой если через скол под поверхностью воды на глубине в лампочку вошло воды? Атмосферное давление — нормальное. Процесс считать изотермическим.

На какой глубине пузырьки воздуха имеют диаметр вдвое меньший, чем у поверхности воды? Атмосферное давление на уровне воды — нормальное. Считать, что температура воды не изменяется с глубиной.

На какую глубину в жидкость плотностью надо погрузить открытую трубку длиной чтобы, закрыв верхнее отверстие, вынуть столбик жидкости длиной Атмосферное давление

Посередине лежащего на боку заполненного газом запаянного цилиндрического сосуда длиной находится тонкий поршень массой и площадью Если сосуд поставить на основание, то поршень перемещается на расстояние Каково было начальное давление газа в сосуде? Трение между стенками сосуда и поршнем отсутствует. Процесс считать изо­тер­ми­чес­ким.

Теплоизолированный котел объемом разбит вертикальной перегородкой на две одинаковые части, причем в одной половине находится вакуум, а в другой — один моль одноатомного идеального газа под давлением Перегородку вытягивают из котла вертикально. Определите:

1. Какую работу при расширении совершил газ?

2. Чему равно изменение его внутренней энергии?

3. Чему равно установившееся в котле давление?

Идеальный газ, имеющий давление и занимающий объем в некотором линейном процессе в координатах совершает положительную работу и выделяет положительное количество теплоты, уменьшая свою температуру с до

На графике зависимости давления газа от объема изобразите изотермы, соответствующие температурам и Заштрихуйте область, лежащие в которой процессы удовлетворяют указанным условиям. Поясните выбор границ области, опираясь на физические законы.

Вертикально расположенный замкнутый цилиндрический сосуд разделен на две части подвижным поршнем. В обеих частях сосуда содержится один и тот же идеальный газ. Расстояние между поршнем и дном сосуда Сосуд переворачивают так, что дном становится его верхняя плоскость. В новом положении расстояние между дном сосуда и поршнем составляет Найти отношение массы газа, содержавшегося в той части сосуда, которая первоначально находилась вверху, к массе газа, содержавшегося в другой части сосуда. Высота сосуда Температуру считать постоянной, толщиной поршня пренебречь.

Чайник с водой общей теплоемкостью долгое время стоял на балконе при температуре воздуха Дмитрий К. захотел выпить чаю и не мешкая поставил чайник на газовую плиту на кухне. Забыв об этом, Дмитрий ушел на пробежку. Закипевший через мин чайник оповестил соседей свистком, и Александр Б., недовольно ворча, сразу же выключил плиту.

Вернувшись с пробежки (чайник еще не успел совсем остыть), Дмитрий снова решил попить чаю и зажег под чайником ту же конфорку через мин после первого закипания. Чайник закипел через мин. Найдите скорость теплообмена чайника с окружающей средой, считая ее модуль величиной постоянной. Температура воздуха на кухне составляет

Один моль одноатомного идеального газа совершает процесс 1-2-3, график которого показан на рисунке в координатах Известно, что давление газа в процессе 1-2 увеличилось в 2 раза. Какое количество теплоты было сообщено газу в процессе 1-2-3, если его температура в состоянии 1 равна 300 К, а в состоянии 3 равна 900 К?

В сосуде лежит кусок льда. Температура льда Если сообщить ему количество теплоты то весь лёд растает, и образовавшаяся вода нагреется до температуры Какая доля льда растает, если сообщить ему количество теплоты Тепловыми потерями на нагрев сосуда пренебречь.

В вакууме закреплен горизонтальный цилиндр (см. рисунок). В цилиндре находится гелий, запертый поршнем. Поршень массой 90 г удерживается упорами и может скользить влево вдоль стенок цилиндра без трения. В поршень попадает пуля массой 10 г, летящая горизонтально со скоростью 400 м/с, и застревает в нем. Температура гелия в момент остановки поршня в крайнем левом положении возрастает на 64 К. Чему равно количество вещества гелия в цилиндре? Считать, что за время движения поршня газ не успевает обменяться теплом с цилиндром и поршнем.

В горизонтальном цилиндрическом сосуде, закрытом поршнем, находится одноатомный идеальный газ. Первоначальное давление газа Расстояние от дна сосуда до поршня равно Площадь поперечного сечения поршня В результате медленного нагревания газ получил количество теплоты а поршень сдвинулся на расстояние При движении поршня на него со стороны стенок сосуда действует сила трения величиной Найдите Считать, что сосуд находится в вакууме.

Давление влажного воздуха в сосуде под поршнем при температуре °C равно Па. Объём под поршнем изотермически уменьшили в раза. При этом давление в сосуде увеличилось в раза. Найдите относительную влажность воздуха в первоначальном состоянии. Утечкой вещества из сосуда пре­неб­речь.

Воздух в комнате объемом имеет температуру и относительную влажность Сколько времени должен работать увлажнитель воздуха, распыляющий воду с производительностью , чтобы относительная влажность в комнате повысилась до Давление насыщенных паров воды при равно

В вертикально расположенном цилиндре находится кислород массой отделенный от атмосферы поршнем, который соединен с дном цилиндра пружиной жесткостью При температуре поршень располагается на расстоянии от дна цилиндра. До какой температуры надо нагреть кислород, чтобы поршень расположился на высоте от дна цилиндра?

В цилиндре под невесомым поршнем площадью находится 1 моль идеального газа при температуре К поршню через два блока на невесомой нерастяжимой нити подвешен груз массой . На какую высоту поднимется груз, если медленно охладить газ до температуры ? Трением пренебречь.

Вертикально расположенный цилиндр, закрытый с обеих сторон, разделен тяжелым теплонепроницаемым поршнем на две части; обе части сосуда содержат одинаковое количество воздуха. При одинаковой температуре воздуха в обеих частях давление в нижней части сосуда вдвое больше давления в верхней части. До какой температуры надо нагреть воздух в нижней части сосуда при неизменной температуре в верхней части сосуда, чтобы объемы верхней и нижней частей стали одинаковыми?

Два одинаковых сосуда наполнены кислородом при температуре и соединены между собой трубкой, объем которой мал по сравнению с объемом сосудов. Во сколько раз изменится давление кислорода в сосудах, если один из них нагреть до температуры а во втором поддерживать температуру прежней?

Два баллона соединены трубкой с краном. В первом находится газ под давлением во втором Объем первого баллона а второго Какое давление установится в баллонах, если открыть кран? Температура постоянна. Объемом трубки можно пренебречь.