Все задачи

В баллоне объемом 15 л находится аргон под давлением 600 кПа и температуре 300 К. Из баллона взяли часть газа, и давление понизилось до 400 кПа, а температура стала равной 260 К. Найти массу аргона, взятую из баллона.

Определить работу изотермического сжатия газа, совершающего цикл Карно, к.п.д. которого равно 0,4, если работа изотермического расширения равна 8 Дж.

Идеальный одноатомный газ в количестве 1 моль выполняет циклический процесс 1-2-3-4-1, изображенный на рисунке в координатах где — давление газа, — его объем. Найдите КПД цикла.

Идеальный одноатомный газ в количестве 1 моль выполняет циклический процесс 1-2-3-4-1, изображенный на рисунке в координатах где — давление газа, — его внутренняя энергия. Найдите КПД цикла.

На рисунке изображен график зависимости давления от объема для одного моля идеального одноатомного газа. В циклическом процессе 1-2-4-1 этот газ совершает работу а в циклическом процессе 2-3-4-2 — работу КПД в указанных циклах одинаков: Найти КПД цикла 1-2-3-4-1. Известно, что 1-2 и 3-4 — изотермические процессы, а 2-3 и 4-1 — адиабатные.

На рисунке изображен график зависимости давления от объема для одного моля идеального одноатомного газа.

КПД циклического процесса 1-2-4-1, состоящего из изотермы 1-2, некоторого процесса 2-4 и адиабаты 4-1, равен

КПД циклического процесса 2-3-4-2, где процесс 2-3 соответствует адиабатическому расширению, а процесс 3-4 — изотермическому сжатию, равен

Найти КПД цикла 1-2-3-4-1.

В вакуумной теплоизолированной камере находятся два масляных пузыря одинакового размера, один из которых наполнен гелием, а другой — водородом, до давления каждый. Найти отношение давления установившегося в камере, после того как пузыри лопнули, к начальному давлению газа в пузырях. Отношение температуры гелия к температуре водорода составляет Молярная теплоемкость гелия при постоянном объеме водорода — — газовая постоянная. Объем пузыря в 160 раз меньше объема камеры. Изменением поверхностной энергии пленок при разрыве пузырей пренебречь.

Тонкая пробирка частично заполнена водой и расположена вертикально в камере большого объема, в которой воздух поддерживается при нулевой относительной влажности и постоянном давлении, равном наружному атмосферному давлению. Вследствие диффузии в пробирке устанавливается линейное изменение концентрации пара с высотой: вблизи поверхности воды пар оказывается насыщенным, а у верхнего открытого конца пробирки его концентрация в 2 раза меньше. Пробирку сверху закрывают крышкой. После установления равновесия оказалось, что плотность влажного воздуха внутри пробирки отличается от плотности сухого воздуха в камере вдали от пробирки на величину Найти давление насыщенного пара при температуре опыта, равной 27 °С. Молярная масса сухого воздуха Изменением уровня жидкости в пробирке во время опыта пренебречь.

С идеальным одноатомным газом совершается циклический процесс. Масса газа г, его молярная масса г/моль. Из начального состояния газ адиабатически расширяется, причем его температура изменяется от К до К. Затем газ изобарически сжимают при давлении кПа до первоначального объема см³. Цикл замыкается изохорой Какое количество тепла передано газу за цикл?

С одним молем идеального одноатомного газа проводят цикл, показанный на рисунке. На участке 1-2 объем газа увеличивается в Процесс 2-3 — адиабатическое расширение, процесс 3-1 — изотермическое сжатие при температуре Найти работу совершаемую газом на участке 2-3. Универсальная газовая постоянная R = 8,3 Дж/(моль · K).

С идеальным одноатомным газом совершают циклический процесс 1-2-3-1. На рисунке представлена зависимость от Здесь и — объем и давление газа, и — некоторые неизвестные объем и давление.

1. Найдите отношение модуля приращения внутренней энергии газа в процессе 1-2 к работе газа за цикл.

2. Найдите отношение максимальной температуры газа в процессе 1-2 к температуре газа в состоянии 3.

3. Найдите КПД цикла.

Ответы выразите числом в виде обыкновенной дроби или целого числа.

Идеальный газ, занимающий объем и находящийся под давлением сжимают сначала изотермически до объема потом изобарически до объема а затем опять изотермически до объема Под каким давлением будет находиться этот газ в конце указанного процесса?

В горизонтально расположенной трубке с одним закрытым концом с помощью столбика ртути заперт воздух при температуре 27 °C. Затем трубку переворачивают вертикально открытым концом вверх и нагревают на 60 °C, в результате чего объем запертого воздуха становится таким же, как и был в горизонтальном положении. Найдите — высоту столбика ртути, если атмосферное давление равно 750 мм рт. ст.

Теплоизолированный цилиндр, расположенный горизонтально, разделен подвижным теплопроводящим поршнем на две части. В одной части цилиндра находится гелий, а в другой — аргон. В начальный момент температура гелия равна 300 K, а аргона — 900 K, объемы, занимаемые газами, одинаковы, а поршень находится в равновесии. Во сколько раз изменится объем, занимаемый гелием, после установления теплового равновесия, если поршень перемещается без трения? Теплоемкостью цилиндра и поршня пренебречь.

В камере, заполненной азотом, при температуре находится открытый цилиндрический сосуд (рис. 1). Высота сосуда Сосуд плотно закрывают цилиндрической пробкой и охлаждают до температуры В результате расстояние от дна сосуда до низа пробки становится равным (рис. 2). Затем cocyд нагревают до первоначальной температуры (рис. 3). Чему равно расстояние от дна сосуда до низа пробки при этой температуре? Величину силы трения между пробкой и стенками сосуда считать одинаковой при движении пробки вниз и вверх. Массой пробки пренебречь. Давление азота в камере во время эксперимента поддерживается постоянным.

На рисунке представлен график зависимости давления некоторой постоянной массы кислорода от его объёма в адиабатном процессе. В исходном состоянии (точка А) температура газа равна 300 К. Какую температуру будет иметь кислород при возрастании давления на Па?

В открытой пробирке, вращающейся в горизонтальной плоскости с угловой скоростью вокруг вертикальной оси, проходящей через край пробирки, находится столбик ртути длиной , центр которого отстоит от оси вращения на расстояние . До какой температуры надо нагреть пробирку, чтобы при увеличении угловой скорости в 4 раза столбик ртути не сместился? Начальная температура , а внешнее атмосферное давление .

В вертикально расположенном цилиндре постоянного сечения под невесомым подвижным поршнем находится воздух. На поршень помещают гирю массой На какую величину переместится поршень, если температура воздуха в цилиндре поддерживается постоянной? Атмосферное давление сечение поршня расстояние от ненагруженного поршня до дна цилиндра Ускорение свободного падения

Закрытый сосуд заполнен газом при температуре и давлении Сосуд снабжен предохранительным клапаном, открывающимся при давлении, превышающем Сосуд нагрели до температуры При этом из него вышло газа. Определить массу газа в сосуде до его нагрева.

Закрытый с обоих концов горизонтальный цилиндр заполнен идеальным газом при температуре ºC и разделен подвижным теплонепроницаемым поршнем на две равные части длиной каждая. На какую величину нужно повысить температуру газа в одной половине цилиндра, чтобы поршень сместился на расстояние при неизменной температуре газа во второй половине цилиндра?

Теплоизолированный сосуд разделен тонкой теплоизолирующей перегородкой на две части, отношение объемов которых Обе части сосуда заполнены одинаковым одноатомным идеальным газом. Давление в первой из них равно во второй — Каким станет давление в сосуде, если перегородку убрать?

Один моль гелия участвует в циклическом процессе 1-2-3-4-1, график которого изображён на рисунке в координатах - где — объём газа, — абсолютная температура. Опираясь на законы молекулярной физики и термодинамики, сравните модули работы газа в процессе 2-3 и модуль работы внешних сил в процессе 4-1. Постройте график цикла в координатах - где — давление газа, — объём газа.

В вольфрамовом цилиндре под пор­шнем водород при атмосферном давлении и температуре 300 К занимает объём . При нагревании водорода в цилиндре при постоянном давлении часть молекул распадается согласно реакции , причём процент распавшихся молекул увеличивается с ростом температуры как показано на рисунке — отношение числа распавшихся молекул к первоначальному числу молекул, выраженное в процентах). Какой объём занимает смесь газов в цилиндре при температуре 3000 К?

Один моль идеального одноатомного газа сначала нагрели, а затем охладили до первоначальной температуры 300 К, уменьшив давление в 3 раза (см. рис.). Какое количество теплоты сообщено газу на участке 1-2?

Воздушный шар наполняется горячим воздухом при нормальном атмосферном давлении. Абсолютная температура горячего воздуха в 2 раза больше температуры окружающего воздуха. При каком отношении массы оболочки к массе наполняющего её воздуха шар начнёт подниматься? Оболочка шара нерастяжима и имеет в нижней части небольшое отверстие. Массой груза и объёмом материала оболочки шара пренебречь.

В теплоизолированный сосуд, в котором находится 1 кг льда при температуре , налили 0,5 кг воды при температуре Определите массу воды в сосуде после установления теплового равновесия. Теплоёмкостью сосуда и потерями тепла пренебречь.

Два теплоизолированных сосуда, объёмы которых и соединены между собой трубкой с вентилем. Вентиль закрыт. Сосуды содержат разреженный аргон и разреженный криптон в количествах и при температурах и соответственно. Каким будет давление в сосудах, если вентиль открыть? Объёмом трубки пренебречь.

На графике представлена зависимость давления неизменной массы идеального газа от его плотности. Опишите, как изменяются в зависимости от плотности температура и объём газа в процессах 1–2 и 2–3.

В вертикальном цилиндрическом сосуде с площадью поперечного сечения под подвижным поршнем массой с лежащим на нем грузом массой находится воздух при комнатной температуре. Первоначально поршень находился на высоте от дна сосуда. Если груз снять с поршня, то поршень поднимется на Какова масса груза Воздух считать идеальным газом, а его температура — неизменной. Атмосферное давление равно Трение между стенками и поршнем не учитывать.

Вакуумная камера большого объема заполнена воздухом при давлении В камере расположен высокий вертикальный цилиндр площадью поперечного сечения Сверху цилиндр закрыт поршнем массой на котором стоит груз массой Под поршнем находится гелий при температуре В начальном состоянии давление гелия уравновешивает внешнее давление. Груз убирают, и через некоторое время система переходит в конечное равновесное состояние. Найдите температуру гелия в этом состоянии. Числовой ответ выразите в кельвинах и округлите до целого значения. Стенки цилиндра и поршень не проводят тепло, поршень движется без трения, давление воздуха в камере постоянно. Ускорение свободного падения

Кусок льда опустили в термос с водой. Начальная температура льда равна 0 °С, начальная температура воды равна 15 °С. Исходная масса воды 1100 г. Теплоемкостью термоса можно пренебречь. При достижении теплового равновесия в воде остается плавать кусочек льда. Какая масса льда растаяла в процессе перехода к тепловому равновесию?

В вертикальном цилиндре с гладкими стенками, открытом сверху, под тяжелым поршнем c площадью основания находится одноатомный идеальный газ. В первоначальном состоянии поршень покоится на высоте опираясь на выступы на внутренней стороне стенок цилиндра (см. рис. а). Давление газа равно внешнему атмосферному. Газу сообщили количество теплоты и в результате медленного расширения газа нижняя сторона поршня оказалась на высоте (см. рис. б). Чему равна масса поршня Тепловыми потерями пренебречь.

В запаянной с одного конца стеклянной трубке длиной находится столбик воздуха, ограниченный сверху столбиком ртути высотой Ртуть доходит до верхнего края трубки. Трубку закрывают, поворачивают закрытым концом вниз, а затем открывают, при этом часть ртути выливается. Какова высота оставшегося столбика ртути? Атмосферное давление

В вертикальном закрытом цилиндре находится идеальный газ, разделенный на две части тяжелым поршнем, который может перемещаться без трения. В нижней части цилиндра масса газа вдвое больше, чем в верхней. При температуре одинаковой во всем цилиндре, объем нижней части цилиндра равен объему верхней части. Каким будет отношение объемов , если температуру газа увеличить в раза?

В цилиндре с площадью сечения под поршнем массой находится некоторый газ. При увеличении абсолютной температуры газа в раза поршень поднимается вверх и упирается в уступы. При этом объем газа по сравнению с первоначальным увеличивается в раза. Определить силу, с которой поршень давит на уступы. Атмосферное давление

Вертикально расположенный замкнутый цилиндрический сосуд высотой 50 см разделен подвижным поршнем массой 11 кг на две части, в каждой из которых содержится одинаковое количество идеального газа при температуре 361 К. Сколько молей газа находится в каждой части цилиндра, если поршень находится на высоте 20 см от дна сосуда? Толщиной поршня пренебречь.

Два баллона объемами 10 л и 20 л содержат 2 моль кислорода и 1 моль азота соответственно при температуре Какое давление установится в баллонах, если их соединить между собой? Температуру газов считать неизменной.

В высоком вертикальном цилиндрическом сосуде под тяжелым поршнем, способным перемещаться вдоль стенок сосуда практически без трения, находится некоторое количество воздуха под давлением атм. Поршень находится в равновесии на высоте см над дном сосуда. Определите, на какое расстояние сместится поршень, если сосуд перевернуть открытым концом вниз и дождаться установления равновесия. Считать температуру воздуха и атмосферное давление атм постоянными. Массой воздуха в сосуде по сравнению с массой поршня можно пренебречь.

На улице при относительная влажность воздуха составляет При умеренной физической нагрузке через легкие человека проходит 15 л воздуха за 1 мин. Вдыхаемый воздух имеет температуру и относительную влажность . Давление насыщенного водяного пара при равно кПа, а при — кПа. Какую массу воды теряет тело человека за 20 минут за счет дыхания? Считать, что объем выдыхаемого воздуха равен объему, который проходит через легкие человека. Влажность воздуха на улице считать неиз­мен­ной.

Параметры 1 моля идеального газа изменяются по циклическому процессу, состоящему из двух изохор и двух изобар, в направлении 1-2-3-4-1. Температура газа в точках 1 и 3 равна соответственно и Определить работу, совершаемую газом за цикл, если известно, что точки 2 и 4 лежат на одной изотерме.