В цилиндр длиной 2 м заполненный воздухом при нормальном атмосферном

Решебник по физике Чертова А.Г. 1987г — вариант 1 контрольная 2

Ниже приведены условия задач и отсканированные листы с решениями. Загрузка страницы может занять некоторое время.

201. Определить количество вещества ν и число N молекул кислорода массой m=0,5 кг.
211. В цилиндр длиной L=1,6м, заполненный воздухом при нормальном атмосферном давлении P1, начали медленно вдвигать поршень площадью основания S=200см2. Определить силу F, действующую на поршень, если его остановить на расстоянии L2=10см от дна цилиндра.
221. Определить внутреннюю энергию U водорода, а также среднюю кинетическую энергию молекулы этого газа при температуре T= 300 К, если количество вещества ν этого газа равно 0,5 моль.
231. Определить молярную массу М двухатомного газа и его удельные теплоемкости, если известно, что разность cpсv удельных теплоемкостей этого газа равна 260 Дж/(кг×К).
241. Найти среднее число столкновений за время t=1 с и длину свободного пробега молекулы гелия, если газ находится под давлением P = 2кПа при температуре T =200 К.
251. Определить количество теплоты Q, которое надо сообщить кислороду объемом V=50 л при его изохорном нагревании, чтобы давление газа повысилось на ΔP = 0,5МПа.
261. Идеальный газ совершает цикл Карно при температурах теплоприемника T2=290 К и теплоотдатчика T1 = 400 К. Во сколько раз увеличится коэффициент полезного действия η цикла, если температура теплоотдатчика возрастет до T1 = 600 К?
271. Найти массу m воды, вошедшей в стеклянную трубку с диаметром канала d=0,8мм, опущенную в воду на малую глубину. Считать смачивание полным.

Отзывы клиентов

Надежда

Марика

По ТММ мне помогли, быстро и все правильно, спасибо за зачет, буду обращаться.

Кристина

Помогли мне сдать микроэкономику, получила 4 балла. Если бы смогла объяснить, как решила, так и 5 получила бы)) Спасибо, еще обращусь!

В цилиндр длиной 2 м заполненный воздухом при нормальном атмосферном

8.2. Уравнение газового состояния

8.16. В цилиндр длиной l = 1,6 м , заполненный воздухом при нормальном атмосферном давлении p 0 , начали медленно вдвигать поршень площадью S = 200 см 2 . Определить силу F , которая будет действовать на поршень, если его остановить на расстоянии l 1 = 10 см от дна цилиндра.

8.17. Колба вместимостью V = 300 см 2 , закрытая пробкой с краном, содержит разреженный воздух. Для измерения давления в колбе горлышко колбы погрузили в воду на незначительную глубину и открыли кран, в результате чего в колбу вошла вода массой т = 292 г. Определить первоначальное давление p в колбе, если атмосферное давление p 0 = 100 кПа.

8.18. В U -образный манометр налита ртуть. Открытое колено манометра соединено с окружающим пространством при нормальном атмосферном давлении p 0 , и ртуть в открытом колене стоит выше, чем в закрытом, на ∆ h = 10 см . При этом свободная от ртути часть трубки закрытого колена имеет длину l = 20 см. Когда открытое колено присоединили к баллону с воздухом, разность уровней ртути увеличилась и достигла значения ∆ h 1 = 26 см. Найти давление p воздуха в баллоне.

8.19. Манометр в виде стеклянной U -образной трубки с внутренним диаметром d = 5 мм (см.рис. ниже, а) наполнен ртутью так, что оставшийся в закрытом колене трубки воздух занимает при нормальном атмосферном давлении объем V 1 = 10 мм 3 . При этом разность уровней ∆ h ртути в обоих коленах трубки равна 10 см. При соединении открытого конца трубки с большим сосудом (см. рис.ниже, б) разность ∆ h 2 уровней ртути уменьшилась до 1 см. Определить давление p в сосуде.

8.20. В баллоне содержится газ при температуре t 1 = 100 °С. До какой температуры t 2 нужно нагреть газ, чтобы его давление увеличилось в два раза?

В цилиндр длиной l = 1,6 м, заполненный воздухом при нормальном атмосферном давлении p0, начали медленно вдвигать поршень площадью основания S = 200 см2. Определить силу F, действующую на поршень, ес

Готовое решение: Заказ №8359

Тип работы: Задача

Статус: Выполнен (Зачтена преподавателем ВУЗа)

Предмет: Физика

Дата выполнения: 20.08.2020

Цена: 119 руб.

Чтобы получить решение , напишите мне в WhatsApp , оплатите, и я Вам вышлю файлы.

Кстати, если эта работа не по вашей теме или не по вашим данным , не расстраивайтесь, напишите мне в WhatsApp и закажите у меня новую работу , я смогу выполнить её в срок 1-3 дня!

Описание и исходные данные задания, 50% решения + фотография:

Условие 1 063. В цилиндр длиной l = 1,6 м, заполненный воздухом при нормальном атмосферном давлении p0, начали медленно вдвигать поршень площадью основания S = 200 см2. Определить силу F, действующую на поршень, если его остановили на расстоянии l1 = 10 см от дна цилиндра.

Условие 2 Задача 211. В цилиндр длиной l = 1,6 м, заполненный воздухом при нормальном атмосферном давлении p0, начали медленно вдвигать поршень площадью основания S = 200 см2. Определить силу F, действующую на поршень, если его остановить на расстоянии l1 = 10 см от дна цилиндра.

Читайте также: Короткий шток рабочего цилиндра сцепления

Условие 3 Задача 2. В цилиндр длиной l = 1,6 м, заполненный воздухом при нормальном давлении p0, начали медленно вдвигать поршень площадью S = 200 см2. Определить силу F, которая будет действовать на поршень, если его остановить на расстоянии l1 = 10 см от дна цилиндра.

Так как поршень вдвигали медленно, то можно считать, что температура воздуха в цилиндре оставалась равной температуре воздуха снаружи. Тогда процесс сжатия воздуха, находящегося в цилиндре, будет изотермическим. По закону Бойля-Мариотта: , где – давление воздуха в цилиндре; – объём, занимаемый воздухом. Или для начального 1 и конечного 2 состояний: . (1) Начальное давление воздуха в цилиндре равно нормальному атмосферному:

Присылайте задания в любое время дня и ночи в ➔

Официальный сайт Брильёновой Натальи Валерьевны преподавателя кафедры информатики и электроники Екатеринбургского государственного института.

Все авторские права на размещённые материалы сохранены за правообладателями этих материалов. Любое коммерческое и/или иное использование кроме предварительного ознакомления материалов сайта natalibrilenova.ru запрещено. Публикация и распространение размещённых материалов не преследует за собой коммерческой и/или любой другой выгоды.

Сайт предназначен для облегчения образовательного путешествия студентам очникам и заочникам по вопросам обучения . Наталья Брильёнова не предлагает и не оказывает товары и услуги.

Примеры решения задач

6.1. Уравнение состояния идеального газа. В сосуде объемом V = 30 л содержится идеальный газ при температуре 0 °С. После того как часть газа без изменения температуры была выпущена наружу, давление в сосуде понизилось на Dp = 0,78 атм. Найдите массу выпущенного газа. Плотность r0 данного газа при нормальных условиях 1,3 г/дм3, давление p0 при нормальных условиях – 1 атм.

Решение. Запишем уравнение Клапейрона-Менделеева для начального состояния газа:

Из уравнения (1), по условию задачи V = const и T = const, имеем:

Неизвестную молярную массу M газа выразим из уравнения Клапейрона-Менделеева для нормальных условий:

В уравнении (4) учтено, что T = T0. Из этого уравнения найдем:

1. В цилиндр длиной l = 1,6 м, заполненный воздухом при нормальном атмосферном давлении p0, начали медленно вдвигать поршень площадью S = 200 см2. Определить силу F, которая будет действовать на поршень, если его остановить на расстоянии l1 = 10 см от дна цилиндра.

2. Колба вместимостью V = 300 см2, закрытая пробкой с краном, содержит разреженный воздух. Для измерения давления в колбе горлышко колбы погрузили в воду на незначительную глубину и открыли кран, в результате чего в колбу вошла вода массой m = 292 г. Определить первоначальное давление p в колбе, если атмосферное давление p0 = 100 кПа.

3. В U-образный манометр налита ртуть. Открытое колено манометра соединено с окружающим пространством при нормальном атмосферном давлении p0, и ртуть в открытом колене стоит выше, чем в закрытом, на Dh = 10 см. При этом свободная от ртути часть трубки закрытого колена имеет длину l = 20 см. Когда открытое колено присоединили к баллону с воздухом, разность уровней ртути увеличилась и достигла значения Dh1 = 26 см. Найти давление р воздуха в баллоне.

1. Манометр в виде стеклянной U-образной трубки с внутренним диаметром d = 5 мм (рис. 8.1, а) наполнен ртутью так, что остав­шийся в закрытом колене трубки воздух занимает при нормальном атмосферном давлении объем V1 = 10 мм3. При этом разность уровней Dh1 ртути в обоих коленах трубки равна 10 см. При соединении открытого конца трубки с большим сосудом (рис. 8.1, б) разность Dh2 уровней ртути уменьшилась до 1 см. Определить давление р в сосуде.

2. В баллоне содержится газ при температуре t1= 100°С. До какой температуры t2 нужно нагреть газ, чтобы его давление увеличилось в два раза?

3. При нагревании идеального газа на DТ=1 К при постоян­ном давлении объем его увеличился на 1/350 первоначального объе­ма. Найти начальную температуру T газа. [350 К]

1. Полый шар вместимостью V=10 см3, заполненный воздухом при температуре T1=573 К, соединили трубкой с чашкой, заполнен­ной ртутью. Определить массу m ртути, вошедшей в шар при осты­вании воздуха в нем до температуры Т2=293 К. Изменением вмес­тимости шара пренебречь.

[(r — плотность воды)]

2. Оболочка воздушного шара вместимостью V=800 м3 цели­ком заполнена водородом при температуре T1=273 К. На сколько изменится подъемная сила шара при повышении температуры до Т2=293 К? Считать вместимость V оболочки неизменной и внешнее давление нормальным. В нижней части оболочки имеется отверстие, через которое водород может выходить в окружающее пространство.

3. В оболочке сферического аэростата находится газ объемом V = 1500 м3, заполняющий оболочку лишь частично. На сколько изменится подъемная сила аэростата, если газ в аэростате нагреть от Т0 = 273 К до T = 293 К? Давления газа в оболочке и окружающе­го воздуха постоянны и равны нормальному атмосферному давле­нию.

[ (Т0=273К; r0 – плотность воздуха при нормальных условиях)]

1. Газовый термометр состоит из шара с припаянной к нему горизонтальной стеклянной трубкой. Капелька ртути, помещен­ная в трубку, отделяет объем шара от внешнего пространства (рис. 8.2). Площадь S поперечного сечения трубки равна 0,1 см2. При температуре T1 = 273 К капелька находилась на расстоянии l1=30 см от поверхности шара, при температуре Т2=278 К — на расстоянии l2=50 см. Найти вместимость V шара.

2. В большой сосуд с водой был опрокинут цилиндрический сосуд (рис. 8.3). Уровни воды внутри и вне цилиндрического сосуда находятся на одинаковой высоте. Расстояние l от уровня воды до дна опрокинутого сосуда равно 40 см. На какую высоту Dh поднимется вода в цилиндрическом сосуде при понижении температуры от T1=310 К до Т2=273 К? Атмосферное давление нормальное. [4,5 см]

Читайте также: Тормозные цилиндры chevrolet cruze

3. Баллон вместимостью V=12 л содержит углекислый газ. Давление p газа равно 1 МПа, температура Т =300 К. Определить массу m газа в баллоне.

1. Какой объем V занимает идеальный газ, содержащий количество вещества v=l кмоль при давлении p=1 МПа и температуре T=400 К?

2. Котел вместимостью V=2 м3 содержит перегретый водяной пар массой m=10кг при температуре T=500 К. Определить давле­ние p пара в котле.

3. Баллон вместимостью V=20 л содержит углекислый газ массой m=500 г под давлением p=1,3 МПа. Определить темпера­туру Т газа.

1. Газ при температуре Т = 309 К и давлении p = 0,7 МПа имеет плотность r=12 кг/м3. Определить относительную молеку­лярную массу Mr газа.

2. Определить плотность r насыщенного водяного пара в воз­духе при температуре T =300 К. Давление р насыщенного водяного пара при этой температуре равно 3,55 кПа.

3. Оболочка воздушного шара имеет вместимость V=1600 м3. Найти подъемную силу F водорода, наполняющего оболочку, на высоте, где давление p=60 кПа и температура T=280 К. При подъе­ме шара водород может выходить через отверстие в нижней части шара.

1. В баллоне вместимостью V=25 л находится водород при температуре T=290 К. После того как часть водорода израсходова­ли, давление в баллоне понизилось на Dp=0,4 МПа. Определить массу m израсходованного водорода.

2. Оболочка аэростата вместимостью V=1600 м3, находяще­гося на поверхности Земли, на k=7/8 наполнена водородом при давлении p1=100 кПа и температуре T=290 К. Аэростат подняли на некоторую высоту, где давление p2==80 кПа и температура Т2=280 К. Определить массу Dm водорода, вышедшего из оболочки при его подъеме.

3. Какой объем V занимает смесь газов — азота массой m1=1 кг и гелия массой m2=1 кг при нормальных условиях?

1. В баллонах вместимостью V1=20 л и V2=44 л содержится газ. Давление в первом баллоне p1=2,4 МПа, во втором — p2=1,6 МПа. Определить общее давление р и парциальные p‘1 и p‘2 после соединения баллонов, если температура газа осталась преж­ней. [0,76 МПа; 1,12 МПа; 1,88 МПа]

2. В сосуде вместимостью V=0,01 м3 содержится смесь газов — азота массой m1=7 г и водорода массой m2=1 г — при температуре Т=280 К. Определить давление р смеси газов. [175 кПа]

3. Найти плотность r газовой смеси водорода и кислорода, если их массовые доли w1 и w2 равны соответственно 1/9 и 8/9. Давление р смеси равно 100 кПа, температура T=300 К. [0,481 кг/м3]

1. Газовая смесь, состоящая из кислорода и азота, находится в баллоне под давлением p=1 МПа. Определить парциальные давления p1 кислорода и p2 азота, если массовая доля w1 кислорода в смеси равна 0,2.

2. Сухой воздух состоит в основном из кислорода и азота. Если пренебречь остальными составными частями воздуха, то можно считать, что массовые доли кислорода и азота соответственно w1=0,232, w2=0,768. Определить относительную молекулярную массу Мr воздуха. [28,9]

3. Баллон вместимостью V=30 л содержит смесь водорода и гелия при температуре T=300 К и давлении р=828 кПа. Масса m смеси равна 24 г. Определить массу m1 водорода и массу m2 гелия. [16 г; 8 г]

1. В сосуде вместимостью V=15 л находится смесь азота и водорода при температуре t=23°С и давлении р=200кПа. Определить массы смеси и ее компонентов, если массовая доля w1 азота в смеси равна 0,7.

2. Баллон вместимостью V=5 л содержит смесь гелия и водорода при давлении р=600 кПа. Масса m смеси равна 4 г, мас­совая доля w1 гелия равна 0,6. Определить температуру Т смеси. [259 К]

3. В сосуде находится смесь кислорода и водорода. Масса m смеси равна 3,6 г. Массовая доля w1 кислорода составляет 0,6. Определить количество вещества v смеси, v1 и v2 каждого газа в отдельности.

[0,788 моль; 0,0675 моль; 0,720 моль]

1. В сосуде вместимостью V=20 л находится газ количеством вещества v = l,5 кмоль. Определить концентрацию п молекул в сосуде. [4,52×1028 м-3]

2. В двух одинаковых по вместимости сосудах находятся раз­ные газы: в первом — водород, во втором — кислород. Найти от­ношение n1/n2 концентраций газов, если массы газов одинаковы. [16]

3. Газ массой m = 58,5 г находится в сосуде вместимостью V = 5 л. Концентрация п молекул газа равна 2,2×1026 м-3. Какой это газ? [кислород]

1. В колбе вместимостью V = 100 см3 содержится некоторый газ при температуре T = 300 К. На сколько понизится давление р газа в колбе, если вследствие утечки из колбы выйдет N = 1020 мо­лекул? [4,14 кПа]

2. В колбе вместимостью V = 240 см3 находится газ при тем­пературе Т = 290 К и давлении р=50 кПа. Определить количество вещества v газа и число N его молекул. [4,97 ммоль; 2,99×1021 молекул]

3. Давление р газа равно 1 мПа, концентрация п его молекул равна
1010 см-3. Определить: 1) температуру Т газа; 2) среднюю ки­нетическую энергию поступательного движения молекул газа. [7,25 кК; 1,5×10-19 Дж]

1. При какой температуре Т средняя квадратичная скорость атомов гелия станет равной второй космической скорости J2=11,2 км/с? [20,1 кК]

Читайте также: Дверной замок цилиндр с ручкой

2. При какой температуре Т молекулы кислорода имеют такую же среднюю квадратичную скорость , как молекулы водорода при температуре T1=100 К? [1,6 кК]

3. Колба вместимостью V=4 л содержит некоторый газ массой m=0,6 г под давлением p=200 кПа. Определить среднюю квадра­тичную скорость молекул газа. [2 км/с]

1. Во сколько, раз средняя квадратичная скорость моле­кул кислорода больше средней квадратичной скорости пылинки массой m=10-8 г, находящейся среди молекул кислорода? [1,37×107 раз]

2. Определить среднюю арифметическую скорость молекул газа, если их средняя квадратичная скорость =1 км/с. [0,92 км/с]

3. Определить силу F, действующую на частицу, находящую­ся во внешнем однородном поле силы тяжести, если отношение п1/п2 концентраций частиц на двух уровнях, отстоящих друг от друга на Dz=1 м, равно e. Температуру Т считать везде одинаковой и равной 300 К. [4,14×10-21 Н]

1. На сколько уменьшится атмосферное давление р=100 кПа при подъеме наблюдателя над поверхностью Земли на высоту h=100 м? Считать, что температура Т воздуха равна 290 К и не из­меняется с высотой. [1,18 кПа]

2. На какой высоте h над поверхностью Земли атмосферное давление вдвое меньше, чем на ее поверхности? Считать, что темпе­ратура Т воздуха равна 290 К и не изменяется с высотой. [5,88 км]

3. Барометр в кабине летящего вертолета показывает давле­ние р = 90 кПа. На какой высоте h летит вертолет, если на взлетной площадке барометр показывал давление p0=100 Па? Считать, что температура Т воздуха равна 290 К и не изменяется с высотой. [885 м]

1. Найти изменение высоты Dh, соответствующее изменению давления на Dp=100 Па, в двух случаях: 1) вблизи поверхности Земли, где температура T1=290 К, давление p1=100 кПа; 2) на некоторой высоте, где температура Т2=220 К, давление p2=25 кПа. [8,75 м; 25,8 м]

2. Барометр в кабине летящего самолета все время показыва­ет одинаковое давление р=80 кПа, благодаря чему летчик считает высоту h полета неизменной. Однако температура воздуха изменилась на DT = 1 К. Какую ошибку Dh в определении высоты допустил летчик? Считать, что температура не зависит от высоты и что у по­верхности Земли давление р0=100 кПа. [6,5 м]

3. Ротор центрифуги вращается с угловой скоростью w. Используя функцию распределения Больцмана, установить распре­деление концентрации п. частиц массой m, находящихся в роторе центрифуги, как функцию расстояния r от оси вращения. []

1. В центрифуге с ротором радиусом а, равным 0,5 м, при температуре T=300К находится в газообразном состоянии вещест­во с относительной молекулярной массой Mr=108. Определить от­ношение na/n0 концентраций молекул у стенок ротора и в центре его, если ротор вращается с частотой п=30 с-1. [5,91]

2. Ротор центрифуги, заполненный радоном, вращается с частотой
п = 50 с-1. Радиус а ротора равен 0,5 м. Определить давле­ние р газа на стенки ротора, если в его центре давление р0 равно нормальному атмосферному. Температуру Т по всему объему счи­тать одинаковой и равной 300 К.

3. Какая работа А совершается при изотермическом расширении водорода массой m = 5 г, взятого при температуре T = 290 К, если объем газа увеличивается в три раза? [6,62 кДж]

1. При адиабатном сжатии кислорода массой m=1 кг совершена работа А = 100 кДж. Определить конечную температуру T2 газа, если до сжатия кислород находился при температуре T1 = 300 К. [454 К]

2. Определить работу А адиабатного расширения водорода массой m = 4 г, если температура газа понизилась на ΔT=10 К. [416 Дж]

3. Азот массой т=2 г, имевший температуру T1=300 К, был адиабатно сжат так, что его объем уменьшился в n=10 раз. Определить конечную температуру T2 газа и работу А сжатия. [754 К; 674 Дж]

1. Кислород, занимавший объем V1=l л под давлением p1=1,2 МПа, адиабатно расширился до объема V2=10 л. Определить работу А расширения газа. [1,81 кДж]

2. Азот массой m=5 кг, нагретый на ΔT=150 К, сохранил неизменный объем V. Найти: 1) количество теплоты Q, сообщенное газу; 2) изменение ΔU внутренней энергии; 3) совершенную газом работу А. [556 кДж; 556 кДж; 0]

3. Водород занимает объем V1=10 м3 при давлении p1=100 кПа. Газ нагрели при постоянном объеме до давления p2=300 кПа. Определить: 1) изменение ΔU внутренней энергии газа; 2) работу А, совершенную газом; 3) количество теплоты Q, сообщенное газу. [5 МДж; 0; 5 МДж]

1. При изохорном нагревании кислорода объемом V=50 л давление газа изменилось на Δp=0,5 МПа. Найти количество теплоты Q, сообщенное газу. [62,5 Дж]

2. Баллон вместимостью V = 20 л содержит водород при температуре T = 300 К под давлением p = 0,4 МПа. Каковы будут температура T1 и давление p1, если газу сообщить количество теплоты Q = 6 кДж? [390 К; 520 кПа]

3. Кислород при неизменном давлении р = 80 кПа нагревается. Его объем увеличивается от V1 = l м3 до V2 = 3 м3. Определить: 1) изменение ΔU внутренней энергии кислорода; 2) работу А, совершенную им при расширении; 3) количество теплоты Q, сообщенное газу. [0,4 МДж; 160 кДж; 560 кДж]