Тип 24

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 К. 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 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 вво­дят воды. Со­суд на­гре­ва­ют до тем­пе­ра­ту­ры 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 кг на­хо­дит­ся од­но­атом­ный иде­аль­ный газ. Со­суд 1 со­еди­нен труб­кой, снаб­жен­ной кра­ном, с та­ким же со­су­дом 2, в ко­то­ром под порш­нем мас­сой кг на­хо­дит­ся та­кой же газ. Со­су­ды и труб­ка теп­ло­изо­ли­ро­ва­ны. В на­чаль­ном со­сто­я­нии кран К за­крыт, пор­шень в со­су­де 2 рас­по­ло­жен на вы­со­те см 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 мо­жет сво­бод­но пе­ре­ме­щать­ся не­ве­со­мый тон­кий пор­шень. В со­суд с од­ной сто­ро­ны от порш­ня вве­ли воды, а с дру­гой сто­ро­ны азо­та. Ка­кую часть объ­ема ци­лин­дра бу­дет за­ни­мать азот при тем­пе­ра­ту­ре в обе­их ча­стях со­су­да? Мо­ляр­ные мас­сы воды и азо­та рав­ны со­от­вет­ствен­но и

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 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).

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.

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?