Задачи

В ком­на­те раз­ме­ра­ми в ко­то­рой воз­дух име­ет тем­пе­ра­ту­ру и от­но­си­тель­ную влаж­ность 20%, вклю­чи­ли увлаж­ни­тель воз­ду­ха про­из­во­ди­тель­но­стью Чему ста­нет рав­на от­но­си­тель­ная влаж­ность воз­ду­ха в ком­на­те че­рез Дав­ле­ние на­сы­щен­но­го во­дя­но­го пара при тем­пе­ра­ту­ре рав­но Ком­на­ту счи­тать гер­ме­тич­ным со­су­дом.

Ме­тео­ро­ло­ги­че­ский зонд об­щей мас­сой удер­жи­ва­ют на по­верх­но­сти Зем­ли си­лой, рав­ной по мо­ду­лю и на­прав­лен­ной вниз. За­тем зонд от­пус­ка­ют, он под­ни­ма­ет­ся вверх и оста­ёт­ся на та­кой вы­со­те, где его объ­ём уве­ли­чи­ва­ет­ся в 2 раза. Тем­пе­ра­ту­ра, из­ме­рен­ная зон­дом на этой вы­со­те, рав­на Опре­де­ли­те дав­ле­ние на этой вы­со­те, если на по­верх­но­сти Зем­ли дав­ле­ние рав­но 10⁵ Па, а тем­пе­ра­ту­ра рав­на +

В со­су­де ём­ко­стью воз­дух из ко­то­ро­го был от­ка­чан до вы­со­ко­го ва­ку­у­ма, раз­би­ли за­пол­нен­ную во­дой ам­пу­лу ём­ко­стью Ка­кая часть воды, со­дер­жав­шей­ся в ам­пу­ле, ис­па­ри­лась? В со­су­де под­дер­жи­ва­лась тем­пе­ра­ту­ра За­ви­си­мость дав­ле­ния на­сы­щен­но­го пара от тем­пе­ра­ту­ры пред­став­ле­на на гра­фи­ке. Объ­ёмом воды в со­су­де мож­но пре­не­бречь.

Один моль ар­го­на, на­хо­дя­щий­ся в ци­лин­дре при тем­пе­ра­ту­ре и дав­ле­нии рас­ши­ря­ет­ся и од­но­вре­мен­но охла­жда­ет­ся так, что его дав­ле­ние при рас­ши­ре­нии обрат­но про­пор­ци­о­наль­но квад­ра­ту объ­ёма. Ко­неч­ное дав­ле­ние газа Ка­кую ра­бо­ту со­вер­шил газ при рас­ши­ре­нии, если он от­дал хо­ло­диль­ни­ку ко­ли­че­ство теп­ло­ты

В вер­ти­каль­ном ци­лин­дре, за­кры­том свер­ху лёг­ким порш­нем, на­хо­дит­ся эти­ло­вый спирт при тем­пе­ра­ту­ре ки­пе­ния При со­об­ще­нии спир­ту ко­ли­че­ства теп­ло­ты часть его пре­вра­ща­ет­ся в пар, ко­то­рый при изо­бар­ном рас­ши­ре­нии со­вер­ша­ет ра­бо­ту Удель­ная теп­ло­та па­ро­об­ра­зо­ва­ния спир­та а его мо­ляр­ная мас­са — Ка­кая часть под­ве­дён­но­го к эти­ло­во­му спир­ту ко­ли­че­ства теп­ло­ты пе­ре­хо­дит в ра­бо­ту? Объ­ёмом жид­ко­го эти­ло­во­го спир­та пре­не­бречь; счи­тать, что ат­мо­сфер­ное дав­ле­ние по­сто­ян­но, а пары спир­та — иде­аль­ный газ.

В вер­ти­каль­ном ци­лин­дре, за­кры­том лёг­ким порш­нем, на­хо­дит­ся бен­зол при тем­пе­ра­ту­ре ки­пе­ния При со­об­ще­нии бен­зо­лу не­ко­то­ро­го ко­ли­че­ства теп­ло­ты часть его пре­вра­ща­ет­ся в пар, ко­то­рый при изо­бар­ном рас­ши­ре­нии со­вер­ша­ет ра­бо­ту, под­ни­мая пор­шень. Удель­ная теп­ло­та па­ро­об­ра­зо­ва­ния бен­зо­ла а его мо­ляр­ная мас­са Ка­кая часть под­во­ди­мо­го к бен­зо­лу ко­ли­че­ства теп­ло­ты идёт на уве­ли­че­ние вну­трен­ней энер­гии си­сте­мы? Объ­ёмом жид­ко­го бен­зо­ла и тре­ни­ем меж­ду порш­нем и ци­лин­дром пре­не­бречь.

По­сле влаж­ной убор­ки пар­ци­аль­ное дав­ле­ние во­дя­но­го пара в ком­на­те воз­рос­ло, при этом тем­пе­ра­ту­ра воз­ду­ха не из­ме­ни­лась. Как из­ме­ни­лись от­но­си­тель­ная влаж­ность воз­ду­ха и плот­ность во­дя­ных па­ров в ком­на­те? От­вет по­яс­ни­те, ука­зав, ка­кие фи­зи­че­ские за­ко­но­мер­но­сти Вы ис­поль­зо­ва­ли для объ­яс­не­ния.

В за­па­ян­ной с од­но­го кон­ца труб­ке на­хо­дит­ся влаж­ный воз­дух, от­де­лен­ный от ат­мо­сфе­ры стол­би­ком рту­ти дли­ной Ко­гда труб­ка рас­по­ло­же­на вер­ти­каль­но от­кры­тым кон­цом вниз, от­но­си­тель­ная влаж­ность воз­ду­ха в ней рав­на 90%. Ка­кой ста­нет от­но­си­тель­ная влаж­ность это­го воз­ду­ха если труб­ку по­ста­вить вер­ти­каль­но, от­кры­тым кон­цом вверх? Ат­мо­сфер­ное дав­ле­ние рав­но  рт. ст. Тем­пе­ра­ту­ру счи­тать по­сто­ян­ной.

На ри­сун­ке пред­став­лен гра­фик про­цес­сов, про­ис­хо­дя­щих с иде­аль­ным га­зом не­из­мен­ной мас­сы в ко­ор­ди­на­тах По­строй­те гра­фик этих про­цес­сов в ко­ор­ди­на­тах Опи­ши­те ис­поль­зу­е­мые при по­стро­е­нии за­ко­но­мер­но­сти.

На ри­сун­ке пред­став­лен гра­фик про­цес­сов, про­ис­хо­дя­щих с иде­аль­ным га­зом не­из­мен­ной мас­сы в ко­ор­ди­на­тах По­строй­те гра­фик этих про­цес­сов в ко­ор­ди­на­тах Опи­ши­те ис­поль­зу­е­мые при по­стро­е­нии за­ко­но­мер­но­сти.

В U-об­раз­ную труб­ку на­ли­та вода. Ле­вое ко­ле­но труб­ки гер­ме­тич­но за­кры­ва­ют проб­кой. Тем­пе­ра­ту­ра в ком­на­те умень­ша­ет­ся, из-за чего уро­вень воды в ко­ле­нах ста­но­вит­ся раз­лич­ным. По­сле это­го гер­ме­тич­но за­кры­ва­ют пра­вое ко­ле­но труб­ки, а тем­пе­ра­ту­ра в ком­на­те по­вы­ша­ет­ся до ис­ход­но­го зна­че­ния.

1. Срав­ни­те дав­ле­ние воз­ду­ха в ле­вом и пра­вом ко­ле­не в ко­неч­ных со­сто­я­ни­ях.

2. В ка­ком ко­ле­не уро­вень воды бу­дет выше в ко­неч­ном со­сто­я­нии?

В за­кры­том с обо­их тор­цов ци­лин­дре при тем­пе­ра­ту­ре на­хо­дят­ся пары воды и ге­лий, от­де­лен­ные друг от дру­га глад­ким тя­же­лым порш­нем. Ко­гда ось ци­лин­дра была го­ри­зон­таль­ной, объ­емы пара и ге­лия были рав­ны друг дру­гу, а дав­ле­ние во­дя­но­го пара было в раза мень­ше дав­ле­ния на­сы­щен­но­го пара воды при По­сле того, как ци­линдр по­ста­ви­ли вер­ти­каль­но, че­рез до­ста­точ­но боль­шой про­ме­жу­ток вре­ме­ни по­ло­ви­на пара скон­ден­си­ро­ва­лась. Опре­де­ли­те уста­но­вив­ше­е­ся дав­ле­ние ге­лия в вер­ти­каль­но рас­по­ло­жен­ном ци­лин­дре, если тем­пе­ра­ту­ра в обе­их ча­стях ци­лин­дра все вре­мя под­дер­жи­ва­лась не­из­мен­ной. Нор­маль­ное ат­мо­сфер­ное дав­ле­ние

Дач­ник на­лил бен­зин в ка­ни­стру и сра­зу же гер­ме­тич­но за­вин­тил крыш­ку. Че­рез не­ко­то­рое вре­мя ка­ни­стра раз­ду­лась, а дав­ле­ние газа вну­три ка­ни­стры ста­ло рав­но Же­лая умень­шить дав­ле­ние вну­три ка­ни­стры, дач­ник от­вин­тил крыш­ку, вы­пу­стил часть газа и сно­ва гер­ме­тич­но за­крыл ка­ни­стру. Спу­стя дли­тель­ное вре­мя в ка­ни­стре уста­но­ви­лось дав­ле­ние Срав­ни­те и Тем­пе­ра­ту­ра окру­жа­ю­щей сре­ды не­из­мен­на. От­вет по­яс­ни­те, ука­зав, ка­кие фи­зи­че­ские за­ко­но­мер­но­сти вы ис­поль­зо­ва­ли для объ­яс­не­ния.

В вер­ти­каль­ном ци­лин­дри­че­ском теп­ло­изо­ли­ро­ван­ном со­су­де под порш­нем мас­сы на­хо­дит­ся иде­аль­ный газ. В по­ло­же­нии рав­но­ве­сия пор­шень рас­по­ла­га­ет­ся на рас­сто­я­нии от дна со­су­да. Свер­ху на пор­шень опус­ка­ют груз мас­сы В ре­зуль­та­те сме­ще­ния порш­ня дав­ле­ние газа в со­су­де воз­рас­та­ет в раза, а вну­трен­няя энер­гия газа уве­ли­чи­ва­ет­ся на На­чаль­ная тем­пе­ра­ту­ра газа рав­на Най­ти ко­неч­ную тем­пе­ра­ту­ру газа Счи­тать, что пор­шень сме­ща­ет­ся мед­лен­но (ква­зи­стат­ци­о­нар­но), и ко­ле­ба­ния в си­сте­ме не воз­ни­ка­ют. Уско­ре­ние сво­бод­но­го па­де­ния при­нять рав­ным

С од­но­атом­ным иде­аль­ным га­зом про­во­дит­ся цик­ли­че­ский про­цесс -диа­грам­ма ко­то­ро­го изоб­ра­же­на на ри­сун­ке. В про­цес­се дав­ле­ние газа уве­ли­чи­ва­ет­ся в раз, а объ­ем уве­ли­чи­ва­ет­ся в раз. Опре­де­ли­те КПД теп­ло­вой ма­ши­ны, ра­бо­та­ю­щей по ука­зан­но­му цик­лу.

В вер­ти­каль­ном ци­лин­дре с глад­ки­ми стен­ка­ми под не­ве­со­мым тон­ким порш­нем на­хо­дит­ся вода, во­дя­ной пар и воз­дух при тем­пе­ра­ту­ре Пор­шень на­хо­дит­ся в рав­но­ве­сии на рас­сто­я­нии от по­верх­но­сти воды. Ци­линдр с со­дер­жи­мым мед­лен­но на­гре­ва­ют до тем­пе­ра­ту­ры На рас­сто­я­нии над порш­нем име­ет­ся сто­пор, огра­ни­чи­ва­ю­щий дви­же­ние порш­ня по вер­ти­ка­ли. С ка­кой си­лой пор­шень бу­дет да­вить на сто­пор? Ат­мо­сфер­ное дав­ле­ние при­ми­те рав­ным пло­щадь по­пе­реч­но­го се­че­ния ци­лин­дра Дав­ле­ни­ем на­сы­щен­ных па­ров воды при ис­ход­ной тем­пе­ра­ту­ре и объ­ёмом ис­па­рив­шей­ся воды мож­но пре­не­бречь.

За­пи­ши­те урав­не­ние со­сто­я­ния иде­аль­но­го газа. За­пи­ши­те за­ко­ны для изо­тер­ми­че­ско­го, изо­хор­но­го и изо­бар­но­го про­цес­сов.

Дай­те опре­де­ле­ние иде­аль­но­го газа. Сфор­му­ли­руй­те основ­ные по­ло­же­ния мо­ле­ку­ляр­но-ки­не­ти­че­ской те­о­рии. За­пи­ши­те урав­не­ние со­сто­я­ния иде­аль­но­го газа.

При­ме­не­ние пер­во­го за­ко­на тер­мо­ди­на­ми­ки к изо­про­цес­сам. Рас­чёт ра­бо­ты газа с по­мо­щью PV-диа­грамм. Теп­ло­ём­кость иде­аль­но­го од­но­том­но­го газа при изо­хор­ном и изо­бар­ном про­цес­сах.

При тем­пе­ра­ту­ре и дав­ле­нии иде­аль­но­го газа за­ни­ма­ет объ­ём Сколь­ко моль это­го газа бу­дут за­ни­мать объ­ем при тем­пе­ра­ту­ре и дав­ле­нии

От­вет: моль

При осты­ва­нии чу­гун­ной бол­ван­ки с до вы­де­ли­лось ко­ли­че­ство теп­ло­ты, рав­ное Чему рав­на мас­са этой бол­ван­ки?

Со­суд раз­де­лён на две рав­ные по объ­ёму ча­сти по­ри­стой не­по­движ­ной пе­ре­го­род­кой. В ле­вую часть со­су­да по­ме­сти­ли 1 моль нео­на, в пра­вую — 2 моль ге­лия. Пе­ре­го­род­ка мо­жет про­пус­кать мо­ле­ку­лы ге­лия и не­про­ни­ца­е­ма для мо­ле­кул нео­на. Тем­пе­ра­ту­ра га­зов оди­на­ко­ва и оста­ёт­ся не­из­мен­ной. Вы­бе­ри­те все вер­ные утвер­жде­ния, опи­сы­ва­ю­щие со­сто­я­ние га­зов по­сле уста­нов­ле­ния рав­но­ве­сия в си­сте­ме.

1. Кон­цен­тра­ции мо­ле­кул ге­лия и нео­на в ле­вой ча­сти со­су­да оди­на­ко­вы.
2. В ле­вой ча­сти со­су­да вну­трен­няя энер­гия нео­на боль­ше вну­трен­ней энер­гии ге­лия.
3. Об­щая кон­цен­тра­ция мо­ле­кул га­зов в ле­вой ча­сти со­су­да в 2 раза боль­ше, чем в пра­вой ча­сти.
4. В ле­вой ча­сти со­су­да об­щее чис­ло мо­ле­кул га­зов в 1,5 раза боль­ше, чем в пра­вой ча­сти.
5. В ре­зуль­та­те уста­нов­ле­ния рав­но­ве­сия дав­ле­ние в ле­вой ча­сти со­су­да уве­ли­чи­лось в 1,5 раза.

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 кон­цен­тра­ция мо­ле­кул газа в ходе про­цес­са 1-2 и объ­ём газа в ходе про­цес­са 2-3?

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.

Во вре­мя опы­та объ­ём со­су­да с раз­ре­жен­ным ар­го­ном не ме­нял­ся, и ар­гон пе­ре­шёл из со­сто­я­ния 1 в со­сто­я­ние 2 (см. ри­су­нок). Кран у со­су­да был за­крыт не­плот­но, и сквозь него мог про­са­чи­вать­ся ар­гон. Опре­де­ли­те от­но­ше­ние чис­ла мо­ле­кул газа в со­су­де в кон­це и в на­ча­ле опы­та.

Со­суд раз­де­лён пе­ре­го­род­кой на две ча­сти. Объ­ём пер­вой ча­сти объ­ём вто­рой ча­сти В пер­вой ча­сти со­су­да на­хо­дят­ся влаж­ный воз­дух и вода, при­чём мас­са во­дя­но­го пара в 2 раза боль­ше, чем мас­са воды. Вто­рая часть со­су­да пу­стая. Най­ди­те от­но­си­тель­ную влаж­ность воз­ду­ха в со­су­де по­сле сня­тия пе­ре­го­род­ки. Тем­пе­ра­ту­ра воз­ду­ха в со­су­де по­сто­ян­на и не ме­ня­ет­ся при сня­тии пе­ре­го­род­ки. Объ­ёмом пе­ре­го­род­ки пре­не­бречь.