Тип 24 ← →

Цикл теплового двигателя, использующего 1 моль идеального одноатомного газа в качестве рабочего вещества, состоит из двух частей: верхней 1-2-3-1 и нижней 1-4-5-1 (см. рисунок). На участке 1-2 объём и давление газа увеличиваются на 1/4 от и соответственно. На участке 1-4 объём и давление газа уменьшаются на 1/4 от и соответственно. Найти отношение КПД верхней части цикла к КПД нижней части.

В комнате объемом температура с поднялась до На какую величину изменилась масса воздуха в комнате, если атмосферное давление Молярная масса воздуха универсальная газовая постоянная

Один моль идеального газа изменяет свое состояние по циклу, в котором (4-1) и (2-3) — изохоры, (3-4) — изобара, (1-2) — процесс с линейной зависимостью давления от объема. Температура в состояниях 1, 2, 3, 4 равна соответственно Какую работу совершает газ за один цикл?

Найти КПД тепловой машины, работающей с молями одноатомного идеального газа по циклу, состоящему из адиабатного расширения (1-2), изотермического сжатия (2-3) и изохорного процесса (3-1). Работа, совершенная над газом в изотермическом процессе, равна Разность максимальной и минимальной температур газа в цикле равна

С одним молем идеального одноатомного газа осуществляется цикл, состоящий из изохоры 1-2, адиабаты 2-3 и изобары 3-1. Температуры в точках 1, 2 и 3 равны Определить КПД цикла.

В запаянной с одного конца длинной горизонтальной стеклянной трубке постоянного сечения (см. рисунок) находится столбик воздуха длиной запертый столбиком ртути. Если трубку поставить вертикально отверстием вверх, то длина воздушного столбика под ртутью будет равна Какова длина ртутного столбика? Атмосферное давление 750 мм рт. ст. Температуру воздуха в трубке считать постоянной.

Газонепроницаемая оболочка воздушного шара имеет массу 400 кг. Шар заполнен гелием. Он может удерживать груз массой 225 кг в воздухе на высоте, где температура воздуха 17 °C, а давление 10⁵ Па. Какова масса гелия в оболочке шара? Оболочка шара не оказывает сопротивления изменению объема шара, объем груза пренебрежимо мал по сравнению с объемом шара.

Сферическую оболочку воздушного шара делают из материала, квадратный метр которого имеет массу 2 кг. Шар наполняют гелием при атмосферном давлении 10⁵ Па. Определите минимальную массу оболочки, при которой шар начнет поднимать сам себя. Температура гелия и окружающего воздуха одинакова и равна 0 °C. Площадь сферы объем шара

В цилиндр объемом 0,5 м³ насосом закачивается воздух со скоростью 0,002 кг/с. В верхнем торце цилиндра есть отверстие, закрытое предохранительным клапаном. Клапан удерживается в закрытом состоянии стержнем, который может свободно поворачиваться вокруг оси в точке A (см. рисунок). К свободному концу стержня длиной 0,5 м подвешен груз массой 2 кг. Клапан открывается через 580 с работы насоса, если в начальный момент времени давление воздуха в цилиндре было равно атмосферному. Площадь закрытого клапаном отверстия 5 · 10⁻⁴ м². Температура воздуха в цилиндре и снаружи не меняется и равна 300 K. Определите расстояние AB, если стержень можно считать невесомым.

Воздушный шар, оболочка которого имеет массу и объем наполняется при нормальном атмосферном давлении горячим воздухом, нагретым до температуры Определите максимальную температуру окружающего воздуха, при которой шар начнет подниматься. Оболочка шара нерастяжима и имеет в нижней части небольшое отверстие.

В горизонтальном цилиндрическом сосуде, закрытом подвижным поршнем, находится одноатомный идеальный газ. Площадь поперечного сечения поршня Давление окружающего воздуха Трение между поршнем и стенками сосуда пренебрежимо мало. Какое количество теплоты нужно отвести от газа при его медленном охлаждении, чтобы поршень передвинулся на расстояние

Два одинаковых теплоизолированных сосуда соединены короткой трубкой с краном. В первом сосуде находится гелия при температуре во втором — аргона при температуре Кран открывают. В установившемся равновесном состоянии давление в сосудах становится Определите объём одного сосуда. Объёмом трубки пренебречь.

С одним молем идеального газа проводят циклический процесс, состоящий из двух изохор и двух изобар. Найти коэффициент полезного действия цикла если известно, что в состоянии 1 температура в состоянии 3 температура а в состояниях 2 и 4 температура одинакова.

В сосуде объемом с жесткими стенками находится одноатомный газ при атмосферном давлении. В крышке сосуда имеется отверстие площадью s, заткнутое пробкой. Максимальная сила трения покоя пробки о края отверстия равна 100 Н. Пробка выскакивает, если газу передать количество теплоты не менее 15 кДж. Определите значение полагая газ идеальным.

В цилиндре, закрытом подвижным поршнем, находится газ. Во время опыта объём газа уменьшился в 4 раза, а абсолютная температура упала вдвое. Оказалось, однако, что газ мог просачиваться сквозь зазор вокруг поршня, и за время опыта его давление не изменилось. Во сколько раз изменилась внутренняя энергия газа в цилиндре? (Газ считать одноатомным идеальным.)

Два моля одноатомного идеального газа переводят из состояния 1 с температурой в состояние 2 таким образом, что в ходе процесса давление газа возрастает прямо пропорционально его объёму. В результате плотность газа уменьшается в раза. Какое количество теплоты газ получает в ходе этого процесса?

Один моль одноатомного идеального газа участвует в процессе 1–2–3–4, показанном на -диаграмме. Во сколько раз общее количество теплоты, полученное газом в ходе всего процесса 1–2–3–4, больше работы газа в этом процессе?

В баллоне, снабженном предохранительным клапаном, находится идеальный газ под давлением при температуре Клапан открывается, если давление в баллоне превышает До какой температуры нужно нагреть баллон, чтобы из него вытекла часть газа, масса которой составляет первоначальной массы?

В водонепроницаемый мешок, лежащий на дне моря на глубине 73,1 м, закачивается сверху воздух. Вода вытесняется из мешка через нижнее отверстие, и, когда объём воздуха в мешке достигает 28,0 м³, мешок всплывает вместе с прикреплённым к нему грузом массой 25,0 тонн. Определите массу оболочки мешка. Температура воды равна 7 °С, атмосферное давление на уровне моря равно 10⁵ Па. Объёмом груза и стенок мешка пренебречь.

Гелий в количестве моль находится в горизонтальном закрепленном цилиндре с поршнем, который может без трения перемещаться в цилиндре и вначале удерживается в равновесии силой При этом среднеквадратичная скорость движения атомов гелия составляет Затем гелий стали охлаждать, а поршень медленно сдвигать, постепенно уменьшая действующую на него силу. Когда эта сила равнялась среднеквадратичная скорость движения атомов гелия стала равной На какое расстояние при этом сдвинулся поршень?

Два сосуда содержат одноатомный идеальный газ. Масса газа в первом сосуде его температура Второй сосуд содержит такой же газ массой при температуре Сосуды соединяют трубкой. Пренебрегая объемом трубки и теплообменом с окружающей средой, найти температуру газа установившуюся в сосудах.

В гладком закрепленном теплоизолированном горизонтальном цилиндре находится 1 моль идеального одноатомного газа (гелия) при температуре отделенный от окружающей среды — вакуума — теплоизолированным поршнем массой Вначале поршень удерживали на месте, а затем придали ему скорость направленную в сторону газа. Чему будет равна среднеквадратичная скорость атомов гелия в момент остановки поршня? Поршень в цилиндре движется без трения.

В теплоизолированном цилиндре, разделенном на две части тонким невесомым теплопроводящим поршнем, находится идеальный одноатомный газ. В начальный момент времени поршень закреплен, а параметры состояния газа — давление, объем и температура — в одной части цилиндра равны а в другой, соответственно, Поршень отпускают, и он начинает двигаться без трения. Какое давление газа установится в цилиндре спустя достаточно долгое время, когда будет достигнуто состояние равновесия? Теплоемкостями цилиндра и поршня можно пренебречь.

Теплоизолированный сосуд объемом разделен пористой перегородкой на две равные части. В начальный момент в одной части сосуда находится 1 моль гелия, а в другой 1 моль неона. Атомы гелия могут свободно проникать через перегородку, а атомы неона — нет. Начальная температура гелия равна температуре неона: Определите внутреннюю энергию газа в той части сосуда, где первоначально находился неон, после установления равновесия в системе.

В сосуд объемом м³ наполненный сухим воздухом при давлении Па и температуре К, вводят г воды. Сосуд нагревают до температуры К. Каково давление влажного воздуха в сосуде при этой температуре?

В вертикально расположенном цилиндрическом сосуде под поршнем весом содержится идеальный одноатомный газ. Между поршнем и неподвижной опорой располагается пружина, жесткость которой Расстояние между поршнем и дном сосуда при этом пружина не деформирована. Какое количество тепла нужно сообщить газу, чтобы поршень переместился на расстояние Атмосферное давление не учитывать.

В цилиндрическом сосуде 1 под поршнем массой находится одноатомный идеальный газ. Сосуд 1 соединен трубкой, снабженной краном, с таким же сосудом 2, в котором под поршнем массой находится такой же газ. Сосуды и трубка теплоизолированы. В начальном состоянии кран закрыт, поршень в сосуде 2 расположен на высоте от дна. На какое расстояние передвинется поршень в сосуде 1 после открывания крана? Объемом трубки с краном пренебречь, атмосферное давление не учитывать.

В закрытом с обоих концов и откачанном цилиндрическом сосуде объемом л может свободно перемещаться невесомый тонкий поршень. В сосуд с одной стороны от поршня ввели г воды, а с другой стороны г азота. Какую часть объема цилиндра будет занимать азот при температуре в обеих частях сосуда? Молярные массы воды и азота равны соответственно г/моль и г/моль.

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 его молярная масса Из начального состояния газ адиабатически расширяется, причем его температура изменяется от до Затем газ изобарически сжимают при давлении до первоначального объема 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).

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.

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