В баллоне содержится газ при температуре 100 до какой температуры нужно
В баллоне содержится газ при температуре t1 = 100 0С. До какой температуры
нужно нагреть газ, чтобы его давление увеличилось в два раза?
Решение
1. По условию данной задачи объём нагреваемого газа не изменяется, поэтому процесс
изменения состояния будет протекать по изохорному закону.
2. Составим
на основании уравнения Клайперона Менделеева следующую систему
, (1)
из которой возможно определить искомую
температуру Тх
. (2)
1.2.13. При нагревании идеального газа на
DТ = 1 К при постоянном давлении его объём увеличился
на 1/350 часть первоначального объёма. Определить первоначальную температуру газа
Тх.
Решение
1. В данном случае имеет место изобарный процесс изменения
состояния идеального газа, для которого справедливы уравнения
. (1)
2. Поделим уравнение системы (1) почленно
. (2)
1.2.14. Полый шар вместимостью V = 10 cм3,
заполненный воздухом при температуре Т1 = 573 К, соединили трубкой с сосудом,
наполненным ртутью. Определить массу ртути, вошедшей в шар после его остывания
воздуха в нём до температуры Т2 = 293 К. Изменением объёма шара пренебречь.
Решение
1. Для определения массы вошедшей ртути необходимо вычислить изменение
объёма газа DV при понижении температуры
т.к. m = rHgDV.
2. Изменение состояния газа происходит
при постоянстве давления, т.е. по закону Гей-Люссака
. (1)
3. Подставим значение DV
в уравнение массы
. (2)
1.2.15. Оболочка воздушного шара вместимостью
V = 800 м3 полностью заполнена водородом при температуре Т1 = 273 К. На сколько
изменится подъёмная сила шара при повышении температуры до Т2 = 293 К? Объём шара
при этом не изменяется и нормальное внешнее атмосферное давление тоже. В нижней
части шара имеется отверстие, через которое водород может выходить в атмосферу.
Решение
1. Изменение подъёмной силы аэростата будет происходить вследствие
изменения плотности водорода, которая может быть найдена из уравнения Клайперона
Менделеева
. (1)
2. Подъёмная сила аэростата
определяется, при прочих равных условиях, разностью плотности окружающего воздуха
и газа, которым наполнена оболочка. В данном случае будут иметь место соотношения:
, (2)
3. Полагая далее объём шара и плотность воздуха
r0 постоянными величинами, определим изменение
подъёмной силы в виде разности
.
1.2.16.При какой температуре кислород, находясь под давлением 0,2 МПа, имеет плотность
r = 1,2 кг/м3?
Решение
1. Зависимость между давлением, плотностью и температурой определяется уравнением
состояния
, (1)
если его поделить на величину объёма
V
. (2)
1.2.17. В герметичную цистерну объёмом 2
м3 закачали m1 = 1,4 кг азота и m2 = 2 кг кислорода. Какое давление установится
в цистерне при температуре t = 27 0C?
Решение
1. При наличии в
одном объёме смеси нескольких газов, уравнение Клапейрона Менделеева представляется
следующим образом
. (1)
2. Разрешим далее уравнение (1)
относительно давления и подставим числовые значения величин
. (2)
Движение заряженных частиц в электрическом поле Электрон, обладающий нулевой
начальной скоростью, попадает в однородное электрическое поле напряжённостью Е
= 200 кВ/м. Какое расстояние пролетит, предоставленный самому себе электрон за
время = 1 нс? Какой скорости он достигнет?
Бесплатные решения задач из сборника А.Г. Чертова и А.А. Воробьева «Задачник по физике».
8.1. Определить относительную молекулярную массу Mr: 1) воды; 2) углекислого газа CO2; 3) поваренной соли NaCl.
8.2. Найти молярную массу M серной кислоты H2SO4.
8.3. Определить массу m1 молекулы: 1) углекислого газа; 2) поваренной соли.
8.4. В сосуде вместимостью V=2 л находится кислород, количество вещества ν которого равно 0,2 моль. Определить плотность ρ газа.
8.5. Определить количество вещества ν и число N молекул азота массой m=0,2 кг.
8.6. В баллоне вместимостью V=3 л находится кислород массой m=4 г. Определить количество вещества ν и число N молекул газа.
8.7. Кислород при нормальных условиях заполняет сосуд вместимостью V=11,2 л. Определить количество вещества ν газа и его массу m.
8.8. Определить количество вещества ν водорода, заполняющего сосуд вместимостью V=3 л, если плотность газа ρ=6,65*10-3 кг/моль.
8.9. Колба вместимостью V=0,5 л содержит газ при нормальных условиях. Определить число N молекул газа, находящихся в колбе.
8.10. Сколько атомов содержится в газах массой 1 г каждый: 1) гелии, 2) углероде, 3) фторе, 4) полонии?
8.11. В сосуде вместимостью V=5 л находится однородный газ количеством вещества ν=0,2 моль. Определить, какой это газ, если его плотность ρ=1,12 кг/м3…
8.12. Одна треть молекул азота массой m=10 г распалась на атомы. Определить полное число N частиц, находящихся в газе.
8.13. Рассматривая молекулы жидкости как шарики, соприкасающиеся друг с другом, оценить порядок размера диаметра молекулы сероуглерода CS2. При тех…
8.14. Определить среднее расстояние <l> между центрами молекул водяных паров при нормальных условиях и сравнить его с диаметром d самих молекул (d=0,311…
8.15. В сосуде вместимостью V=1,12 л находится азот при нормальных условиях. Часть молекул газа при нагревании до некоторой температуры оказалась диссоциированной…
8.16. В цилиндр длиной l=1,6 м, заполненный воздухом при нормальном атмосферном давлении p0, начали медленно вдвигать поршень площадью S=200 см2…
8.17. Колба вместимостью V=300 см2, закрытая пробкой с краном, содержит разреженный воздух. Для измерения давления в колбе горлышко колбы погрузили…
8.18. В U-образный манометр налита ртуть. Открытое колено манометра соединено с окружающим пространством при нормальном атмосферном давлении p0, и…
8.19. 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…
8.20. В баллоне содержится газ при температуре t1=100 °C. До какой температуры t2 нужно нагреть газ, чтобы его давление увеличилось…
8.21. При нагревании идеального газа на ΔT=1 К при постоянном давлении объем его увеличился на 1/350 первоначального объема. Найти начальную температуру…
8.22. Полый шар вместимостью V= 10 см3, заполненный воздухом при температуре T1=573 К, соединили трубкой с чашкой, заполненной ртутью…
8.24. В оболочке сферического аэростата находится газ объемом V=1500 м3, заполняющий оболочку лишь частично. На сколько изменится подъемная сила аэростата,…
8.25. Газовый термометр состоит из шара с припаянной к нему горизонтальной стеклянной трубкой. Капелька ртути, помещенная в трубку, отделяет объем шара от внешнего…
8.26. В большой сосуд с водой был опрокинут цилиндрический сосуд (рис. 8.3). Уровни воды внутри и вне цилиндрического сосуда находятся на одинаковой высоте…
8.27. Баллон вместимостью V=12 л содержит углекислый газ. Давление p газа равно 1 МПа, температура T=300 К. Определить массу m газа в баллоне.
8.28. Какой объем V занимает идеальный газ, содержащий количество вещества ν=l кмоль при давлении p=1 МПа и температуре T=400 К?
8.29. Котел вместимостью V=2 м3 содержит перегретый водяной пар массой m=10 кг при температуре T=500 К. Определить давление p пара в котле.
8.30. Баллон вместимостью V=20 л содержит углекислый газ массой m=500 г под давлением p=1,3 МПа. Определить температуру T газа.
8.31. Газ при температуре T=309 К и давлении p=0,7 МПа имеет плотность ρ=12 кг/м3. Определить относительную молекулярную массу Mr газа…
8.32. Определить плотность ρ насыщенного водяного пара в воздухе при температуре T=300 К. Давление p насыщенного водяного пара при этой температуре равно…
8.33. Оболочка воздушного шара имеет вместимость V=1600 м3. Найти подъемную силу F водорода, наполняющего оболочку, на высоте, где давление p=60 кПа…
8.34. В баллоне вместимостью V=25 л находится водород при температуре T=290 К. После того как часть водорода израсходовали, давление в баллоне понизилось на…
8.35. Оболочка аэростата вместимостью V=1600 м3, находящегося на поверхности Земли, на k=7/8 наполнена водородом при давлении p1=100 кПа…
8.36. Какой объем V занимает смесь газов — азота массой m1=1 кг и гелия массой m2=1 кг — при нормальных условиях?
8.37. 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…
8.38. В сосуде вместимостью V=0,01 м3 содержится смесь газов — азота массой m1=7 г и водорода массой m2=1 г — при температуре…
8.39. Найти плотность ρ газовой смеси водорода и кислорода, если их массовые доли w1 и w2 равны соответственно 1/9 и 8/9. Давление…
8.40. Газовая смесь, состоящая из кислорода и азота, находится в баллоне под давлением p=1 МПа. Определить парциальные давления p1 кислорода и p2…
8.41. Сухой воздух состоит в основном из кислорода и азота. Если пренебречь остальными составными частями воздуха, то можно считать, что массовые доли кислорода…
8.42. Баллон вместимостью V=30 л содержит смесь водорода и гелия при температуре T=300 К и давлении p=828 кПа. Масса m смеси равна 24 г. Определить массу m1…
8.43. В сосуде вместимостью V=15 л находится смесь азота и водорода при температуре t=23 °С и давлении p=200 кПа. Определить массы смеси и ее компонентов,…
8.44. Баллон вместимостью V=5 л содержит смесь гелия и водорода при давлении p=600 кПа. Масса m смеси равна 4 г, массовая доля w1 гелия равна 0,6…
8.45. В сосуде находится смесь кислорода и водорода. Масса m смеси равна 3,6 г. Массовая доля w1 кислорода составляет 0,6. Определить количество вещества…