Задачи по физике молекулярная физика егэ - Помощь в подготовке к экзаменам и поступлению

Пройти тестирование по 10 заданиям
Пройти тестирование по всем заданиям
Вернуться к каталогу заданий

Версия для печати и копирования в MS Word

При температуре 250 K и давлении плотность газа равна Какова молярная масса этого газа? Ответ приведите в килограммах на моль с точностью до десятитысячных.

Воздух охлаждали в сосуде постоянного объема. При этом температура воздуха в сосуде снизилась в 4 раза, а его давление уменьшилось в 2 раза. Оказалось, что кран у сосуда был закрыт плохо, и через него просачивался воздух. Во сколько раз увеличилась масса воздуха в сосуде?

Температура нагревателя идеального теплового двигателя Карно 227 °C, а температура холодильника 27 °C. Рабочее тело двигателя совершает за цикл работу, равную 10 кДж. Какое количество теплоты получает рабочее тело от нагревателя за один цикл? Ответ приведите в килоджоулях.

Из стеклянного сосуда стали выпускать сжатый воздух, одновременно охлаждая сосуд. При этом температура воздуха упала вдвое, а его давление уменьшилось в 3 раза. Масса воздуха в сосуде уменьшилась в k раз. Найдите k.

Температура нагревателя идеального теплового двигателя Карно равна а температура холодильника равна Рабочее тело получает от нагревателя за один цикл количество теплоты 25 кДж. Какую работу совершает за цикл рабочее тело двигателя? Ответ укажите в килоджоулях с точностью до десятых.

Пройти тестирование по этим заданиям

Источник

Тема 24.

Качественная задача

Молекулярная физика. Термодинамика

Вспоминай формулы по каждой теме

Решай новые задачи каждый день

Вдумчиво разбирай решения

ШКОЛКОВО.

Готовиться с нами — ЛЕГКО!

Подтемы раздела

качественная задача

24.01Механика

24.02Молекулярная физика. Термодинамика

24.03Электродинамика

24.04Оптика

24.05Квантовая физика

Решаем задачи

Сосуд разделён на две части подвижным поршнем, который движется без трения относительно
стенок сосуда. В правой части сосуда есть отверстие. Поршень соединен с правым краем
сосуда пружиной, в начальном положении она растянута. В левой части сосуда имеется
отверстие, плотно закрытое пробкой. Объяснить, как изменится положение поршня, если вынуть
пробку.

Показать ответ и решение

Так как в правой части сосуда имеется отверстие, то давление газа в ней равно атмосферному, при этом
давление слева меньше атмосферного, так как пружина первоначально растянута. Если вынуть пробку,
то в левой части сосуда давление станет равным атмосферному давлению, то есть увеличится, значит,
увеличится и сила давления газа и пружина начнёт сжиматься до тех пор, пока пружина не перестанет
быть недеформированной.

Цилиндрический сосуд разделён лёгким подвижным поршнем на две части. В одной части сосуда
находится аргон, в другой — гелий. Концентрация атомов аргона в 2 раза больше, чем атомов гелия.
Поршень может двигаться в сосуде без трения. Определите отношение средней кинетической энергии
теплового движения атома аргона к средней кинетической энергии теплового движения атома гелия при
равновесии поршня

Показать ответ и решение

Так как трение между поршнем и стенками сосуда отсутствует, то будет он перемешаться до тех пор,
давление аргона не станет равным давлению гелия.

Давление газа можно найти по формуле:

p = nkT

где — концентрация вещества, — постоянная Больцмана , — температура газа.
Связь кинетической энергии с температурой

E = 3-kT
2

Тогда

2-
p = 3nE

Так как концентрация аргона в 2 раза больше концентрации гелия, а давления газов одинаковы, то
средняя кинетическая энергия молекул гелия в 2 раза больше, чем средняя кинетическая энергия
молекул аргона.

Показать ответ и решение

Для начала построим график циклического процесса в координатах p − V . Для этого проанализируем
процессы. Процесс 1-2 объём постоянен, по закону Шарля:

p1-= p2-⇒ p2 = p1T2-,
T1 T2 T1

пусть p1 = p0 . По графику T1 = T0 , , тогда

4T0-
p2 = p0 T = 4p0.
0

В координатах p − V вертикальная линия.
Процесс 2-3 изотермический по закону Бойля-Мариотта:

Из графика: V2 = V0 , , тогда

V 4p
p3 = p2 -2-= ---0= 2p0.
V3 2

В координатах p − V – гипербола.
Процесс 3-4 изохорный по закону Шарля:

p p
-3-= --4.
T3 T4

По графику , , тогда

2T0-
p4 = 2p0 4T0 = p0.

В координатах p − V вертикальная линия.
Процесс 4-1. Для его анализа воспользуемся уравнением Менделеева-Клапейрона:

где – количество вещества.
Так как количество газа постоянно, то

pV- = νR = const.
T

В процессе 4-3 V = αT , где – некоторый коэффициент.
Подставим в предыдущее уравнение:

pαT--= pα = const.
T

То есть давление в этом процессе постоянно.
Изобразим циклический процесс в координатах p − V :

Работу газа можно найти как площадь под графиком. Для процесса 2-3 справедливо
неравенство:

А для процесса 4-1

То есть

Критерии оценки

3 балла ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ (в данном случае график
перестроен в координаты P − V и верно найдено отношение работ) и исчерпывающие верные
рассуждения с прямым указанием наблюдаемых явлений и законов (в данном случае: уравнение
Менделеева-Клапейрона, либо газовые законы. Формула работы газа как площади под графиком
процесса))

2 балла ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Дан правильный ответ, и приведено объяснение, но в решении имеются один или несколько из
следующих недостатков. В объяснении не указано или не используется одно из физических явлений,
свойств, определений или один из законов (формул), необходимых для полного верного объяснения.
(Утверждение, лежащее в основе объяснения, не подкреплено соответствующим законом, свойством,
явлением, определением и т.п.)

I) Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но в них содержится
один логический недочёт.

II) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены
от решения (не зачёркнуты; не заключены в скобки, рамку и т.п.).

III) В решении имеется неточность в указании на одно из физических явлений, свойств, определений,
законов (формул), необходимых для полного верного объяснения.

IV) При неверном построении или отсутствии рисунка и (или) графика за задачу ставится 2
балла.

1 балл ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.

Дан правильный ответ на вопрос задания, и приведено объяснение, но в нём не указаны два явления
или физических закона, необходимых для полного верного объяснения.

Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся
рассуждения, направленные на получение ответа на вопрос задания, не доведены до конца.

Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения,
приводящие к ответу, содержат ошибки.

Указаны не все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеются верные
рассуждения, направленные на решение задачи.

Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.

В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в комнате 25∘C на стенке стакана с
холодной водой начинается конденсация паров воды из воздуха, если снизить температуру стакана до
14∘C . По результатам этих экспериментов определите абсолютную и относительную влажность
воздуха. Для решения задачи воспользуйтесь таблицей. Поясните, почему конденсация паров воды в
воздухе может начинаться при различных значениях температуры. Давление и плотность насыщенного
водяного пара при различной температуре показано в таблице

Показать ответ и решение

Относительная влажность вычисляется по формуле:

-p-
φ = p 100%
н

где – парциальное давление паров, – парциальное давление насыщенных паров.
Конденсация начинается при , то есть давление водяного пара равно давлению насыщенного
водяного пара, а так как давление насыщенного пара зависит от температуры, то и при разной
плотности водяного пара в воздухе температура начала конденсации пара (точка росы) оказывается
различной.
Водяной пар при температуре ∘
14 C становится насыщенным, следовательно, давление водяного
пара в воздухе равно давлению насыщенного пара при температуре 14∘C . По таблице давление
насыщенного пара при температуре ∘
14 C равно p = 16 гПа.
Абсолютная влажность равна плотности водяных паров. Найдём плотность пара при 25∘C с помощью
уравнения Менделеева-Клапейрона.

pV = m-RT ⇒ p = ρRT--,
μ V

где – давление водяного пара, – объём комнаты, – масса пара, – молярная масса пара,
– температура в Кельвинах, – плотность водяных паров.
Для этого запишем два уравнения Менделеева-Клапейрона. Первое для насыщенного пара при ∘
14 C и
второе пар при 25 ∘C . При этом пар изобарически охлаждается, значит, давление в обоих случаях равно
.

ρ RT ρ RT
p14 = -н.п.14---24- p25 = -25--25-
μ μ

По таблице плотность насыщенных паров при 14∘C равна г/м Тогда с учётом
, имеем:

T (14 + 273)
ρ25 = ρн.п.14--14= 12,11 г/м3 -----------≈ 11,7 г/м3.
T25 (25 + 273)

Давление насыщенного пара при 25 ∘C найдём по таблице и оно равно p0 = 32 гПа. Тогда
относительная влажность равна:

Критерии оценки

3 балла ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________

Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ (в данном случае — определена
абсолютная и относительаня влажность воздуха) и исчерпывающие верные рассуждения с прямым
указанием наблюдаемых явлений и законов (в данном случае — уравнение Менделеева-Клапейрона, связь
между массой и плотностью, формула относительной влажности. Сказано что такое абсолютная
влажность)

2 балла ставится за задачу если:

IV) При неверном построении или отсутствии рисунка и (или) графика за задачу ставится 2
балла.

1 балл ставится за задачу если:

Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.

После работы увлажнителя воздуха парциальное давление водяного пара в комнате возросло, при этом
температура воздуха не изменилась. Как изменились относительная влажность воздуха и плотность
водяных паров в комнате? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали
для объяснения.

Показать ответ и решение

Относительная влажность вычисляется по формуле:

-p-
ϕ = p
н

где – парциальное давление паров, – парциальное давление насыщенных паров. Так как
температура воздуха не изменяется, то не изменяется давление насыщенных паров, следовательно, с
увеличением парциального давления паров относительная влажность увеличивается. Из уравнения
Менделеева – Клапейрона получаем:

m pμ
pV = --RT ⇒ ρ = ---,
μ RT

где – объём комнаты, – масса паров, – молярная масса воды, – плотность водяных
паров.
При увеличении парциального давления паров плотность водяных паров в комнате увеличивается.

Критерии оценки

3 балла ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ (в данном случае сказано как
изменяется относительная влажность и плотность водяных паров) и исчерпывающие верные
рассуждения с прямым указанием наблюдаемых явлений и законов (в данном случае: уравнение
Менделеева-Клапейрона, связь между массой и плотностью, формула относительной влажности.
Указана ссвязь между температурой и давлением насыщенного пара)

2 балла ставится за задачу если:

IV) При неверном построении или отсутствии рисунка и (или) графика за задачу ставится 2
балла.

1 балл ставится за задачу если:

Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.

Идеальный газ находится в цилиндре, закрытом подвижным поршнем. На рисунке дана диаграмма,
иллюстрирующая изменение внутренней энергии газа и передаваемое ему количество теплоты .
Опишите изменение объема газа при его переходе из состояния 1 в состояние 2, а затем в состояние 3.
Свой ответ обоснуйте, указав, какие физические законы вы использовали для объяснения.

Основная волна 2018 год

Показать ответ и решение

В процесса 1-2 газ получает некоторое положительное количество теплоты, а его внутренняя энергия
постоянна, следовательно, по первому закону термодинамики

где – работа газа.
Так как Q > 0 , то и A > 0 , следовательно, объем увеличивается.
В процессе 2-3 внутренняя энергия уменьшается, количество теплоты не подводится к газу,
следовательно, по первому закону термодинамики

Тогда A > 0 и объем увеличивается.

Критерии оценки

3 балла ставится за задачу если:

2 балла ставится за задачу если:

IV) При неверном построении или отсутствии рисунка и (или) графика за задачу ставится 2
балла.

1 балл ставится за задачу если:

Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.

В комнате находится открытая сверху -образная трубка, в которую налита ртуть (рис. а). Левое
колено трубки плотно закрывают пробкой (рис. 6), после чего температура в комнате увеличивается.
Что произойдет с уровнями ртути в коленах трубки? Атмосферное давление считать неизменным.
Ответ поясните, указав, какие физические явления и закономерности вы использовали для
объяснения.

Сборник задач «1000 задач»

Показать ответ и решение

Изначально давление, оказываемое атмосферой на поверхность ртути в обоих коленах, равно. Это
следует из закона Паскаля и условия равновесия. Когда одно колено сообщающихся сосудов будет
закупорено, сначала давление под пробкой будет равно атмосферному давлению. Но при
изменении прочих условий уровень жидкостей в коленах не будет одинаков. Это связано с
изменением давления, оказываемого на поверхности жидкостей в закупоренном и открытом
коленах.

Если же увеличить температуру воздуха, то воздух под пробкой тоже нагреется. От этого его объем
увеличится, что приведет к росту давления, которое окажется больше атмосферного на величину,
равную . Суммарное давление, оказываемое со стороны закупоренного колена, будет равно
сумме атмосферного давления и давления ; p = p + ρ gΔh
2 a в . Со стороны открытого колена
по-прежнему будет оказываться атмосферное давление: p0 = pa . Поэтому избыточное давление под
пробкой начнет выталкивать часть ртути из левого колена в правое до тех пор, пока не наступит
равновесие. При условии, что диаметр трубок одинаковый, это произойдет тогда, когда уровень ртути в
открытой трубке увеличится на высоту – на ту высоту, на которую понизится уровень ртути в
закупоренной трубке.

Критерии оценки

3 балла ставится за задачу если:

2 балла ставится за задачу если:

IV) При неверном построении или отсутствии рисунка и (или) графика за задачу ставится 2
балла.

1 балл ставится за задачу если:

Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.

На графике представлена зависимость объёма постоянного количества молей одноатомного идеального
газа от средней кинетической энергии теплового движения молекул газа. Опишите, как изменяются
температура и давление газа в процессах 1-2 и 2-3. Укажите, какие закономерности Вы использовали
для объяснения.

Показать ответ и решение

Средняя кинетическая энергия теплового движения газа равна:

--- 3-
Ek = 2kT,

где – температура газа.
Отсюда:

---
2Ek-
T = 3k .

Запишем уравнение Менделеева-Клапейрона:

где – давление, – количество вещества.
Тогда давление можно найти по формуле:

νRT νR ⋅ 2E-
p = -----= -------k.
V 3kV

Проанализируем процессы:
1-2. Средняя кинетическая энергия теплового движения и объём изменяются прямо пропорционально,
при этом увеличиваются, значит, температура газа увеличивается, а давление не изменяется.
2-3. Средняя кинетическая энергия не изменяется, а объём уменьшается, значит, температура не
изменяется, а давление увеличивается.

Критерии оценки

3 балла ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ (в данном случае
сказано как изменяются температура и давление) и исчерпывающие верные рассуждения
с прямым указанием наблюдаемых явлений и законов (в данном случае: формула связи
средней кинетической энергии теплового движения молекул с температурой газа, уравнение
Менделеева-Клапейрона)

2 балла ставится за задачу если:

IV) При неверном построении или отсутствии рисунка и (или) графика за задачу ставится 2
балла.

1 балл ставится за задачу если:

Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.

Ha -диаграмме показано, как изменялись давление и температура разреженного газа в процессе
его нагревания. Как изменялся объем газа (увеличивался, уменьшался, или же оставался
неизменным) на участках 1-2 и 2-3? Объясните причины такого изменения объема газа в процессе
его нагревания, указав, какие физические явления и закономерности вы использовали Для
объяснения.

Показать ответ и решение

Запишем уравнение Менделеева-Клапейрона:

где – давление газа, – объём газа, – количество вещества, – температура
газа.
Тогда

νRT--
V = p .

Так как p1- T1-
p = T ,
0 0 то в процессе 1–2 объём постоянный.
В процессе 2-3 давление газа постоянно, тогда по закону Гей-Люссака:

V-
T = const,

объём увеличивается.

Критерии оценки

3 балла ставится за задачу если:

2 балла ставится за задачу если:

IV) При неверном построении или отсутствии рисунка и (или) графика за задачу ставится 2
балла.

1 балл ставится за задачу если:

Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.

На диаграмме T − V (см. рисунок) показан процесс изменения состояния идеального одноатомного
газа в сосуде под поршнем. Объясните, как меняется давление газа по мере его перехода из состояния 1
в состояние 2, а затем в состояние 3.

Показать ответ и решение

Проведем две прямые через начало координат так, как показано на рисунке

Запишем уравнение Менделеева-Клапейрона:

где – давление газа, – объём газа, – количество вещества, – температура
газа.
Давление из уравнения Менделеева-Клапейрона равно:

p = νRT--.
V

При этом прямые описываются уравнением:

Тогда

то есть давление в точках 1 – 3 описывает только с помощью угловых коэффициентов. Так как точки
1 и 3 лежат на одной прямой, то давление в них одинаково, при этом k1 < k2 , значит, давление в точке
2 меньше, чем давление в точках 1 и 3.

Критерии оценки

3 балла ставится за задачу если:

2 балла ставится за задачу если:

IV) При неверном построении или отсутствии рисунка и (или) графика за задачу ставится 2
балла.

1 балл ставится за задачу если:

Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.

Некоторая масса идеального газа переведена из состояния 1 в состояние 2. Как изменялся объем газа в
этом процессе?

Показать ответ и решение

Проведем две прямые через начало координат и точки 1 и 2

Запишем уравнение Менделеева-Клапейрона:

где – количество вещества, – температура газа.
Тогда для первой и второй точки:

νRT1-- νRT2--
V1 = p V2 = p
1 2

Тогда искомое соотношение

V T ⋅ p
-2-= -2---1.
V1 p2 ⋅ T1

Так как , , при этом k2 > k1 . Тогда

V T ⋅ k T k
-2-= -2---1-1-= -1-< 1.
V1 k2T2 ⋅ T1 k2

Критерии оценки

3 балла ставится за задачу если:

2 балла ставится за задачу если:

IV) При неверном построении или отсутствии рисунка и (или) графика за задачу ставится 2
балла.

1 балл ставится за задачу если:

Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.

Идеальный газ изотермически расширяют, затем изохорически нагревают и изобарически возвращают в
исходное состояние. Нарисовать графики этого равновесного процесса в координатах P − V ; V − T ;
P − T .

ЗФТШ

Показать ответ и решение

1-2. Газ изотермически расширяют, значит, температура постоянна, а объём увеличивается. По закону
Гей-Люссака:

давление должно уменьшаться.
2-3. Изохорически нагревают, значит, объём постоянен, а температура увеличивается. По закону
Шарля:

p-= const,
T

давление увеличивается.
3-1. Изобарически возвращают в исходное положение, то есть давление постоянное. По закону
Бойля-Мариотта:

V-
T = const,

и объём и температура уменьшаются (так как в первых двух процессах они увеличивались).

Критерии оценки

3 балла ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ (в данном случае нарисвваны
графики в требуемых координатных осях) и исчерпывающие верные рассуждения с прямым указанием
наблюдаемых явлений и законов (в данном случае: уравнение Менделеева-Клапейрона, либо законы,
описывающие изменения параметров в изопроцессах)

2 балла ставится за задачу если:

IV) При неверном построении или отсутствии рисунка и (или) графика за задачу ставится 2
балла.

1 балл ставится за задачу если:

Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.

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.

Показать ответ и решение

1. Плотность находится по формуле:

m-
ρ = V (1)

тогда уравнение Клайперона–Менделеева можно переписать в виде

m ρ
pV = --RT ⇒ p = --RT, (2)
μ μ

где – масса газа, – его объем, – температура газа. 2. Процесс 1–2.
Плотность уменьшается при постоянном, в соответствии с формулой (1) объем будет увеличиваться, а
температура будет увеличиваться в соответствии с формулой (2).
Процесс 2–3.
Плотность уменьшается вместе с давлением, причем давление уменьшается пропорционально
плотности , а это означает, что температура газа постоянна, а по формуле (1) объем
увеличивается.

Критерии оценки

3 балла ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________

Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ (в данном случае — сказано
как изменяется объём) и исчерпывающие верные рассуждения с прямым указанием наблюдаемых
явлений и законов (в данном случае — уравнение Менделеева-Клапейрона, связь между массой и
плотностью)

2 балла ставится за задачу если:

IV) При неверном построении или отсутствии рисунка и (или) графика за задачу ставится 2
балла.

1 балл ставится за задачу если:

Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.

На рисунке 1 приведена зависимость внутренней энергии двух моль идеального одноатомного газа от
его давления p в процессе 1–2–3. Постройте график этого процесса на рисунке 2 в переменных p − V .
Точка, соответствующая состоянию 1, уже отмечена на этом рисунке. Построение объясните, опираясь
на законы молекулярной физики.

Показать ответ и решение

1. Проанализируем процессы:
1–2: Внутренняя энергия прямо пропорциональна температуре газа 3
U = -νRT
2 , значит в процессе 1–2
температура увеличивается, давление тоже увеличивается (по графику ). По основному газовому
закону pV
--- = const
T объем будет постоянен. График будет представлять собой вертикальную
прямую
2–3: В процессе 2–3 внутренняя энергия газа постоянна, а значит и температура постоянна (по пункту
1), давление увеличивается, значит, по основному газовому закону объем будет уменьшаться. График
будет представлять гиперболу.
2. Построим график

Критерии оценки

3 балла ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ (в данном случае
построен график в требуемых координатных осях) и исчерпывающие верные рассуждения с
прямым указанием наблюдаемых явлений и законов (в данном случае: записана формула
внутренней энергии, уравнение Менделеева-Клапейрона. Описание изменения давления и
объёма)

2 балла ставится за задачу если:

IV) При неверном построении или отсутствии рисунка и (или) графика за задачу ставится 2
балла.

1 балл ставится за задачу если:

Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.

На рисунке изображены графики двух процессов, проведённых с идеальным газом при одном и том же
давлении. Графики процессов представлены на рисунке. Почему изобара лежит выше изобары ?
Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения.

Показать ответ и решение

1. Идеальный газ подчиняется уравнению Менделеева-Клапейрона:

где – давление газа, – объем, – количество газа, – температура газа в Кельвинах.
Выразим температуру

pV
T = ---
νR

2. Зафиксируем объем , при этом отношение температур равно

pV0-
TI-- νIR--- νII
TII = pV0--= νI > 1
ν R
II

Значит количество газа во втором больше, чем количество газа в первом.

Критерии оценки

3 балла ставится за задачу если:

2 балла ставится за задачу если:

IV) При неверном построении или отсутствии рисунка и (или) графика за задачу ставится 2
балла.

1 балл ставится за задачу если:

Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.

Чтобы вода в резервуаре быстрее закипела, источник тепла всегда помещают внизу. Желая охладить
кастрюлю с горячей водой как можно быстрее, кастрюлю поставили на лёд. Является ли такой способ
эффективным? Ответ поясните, указав какие физические явления и закономерности вы использовали
для объяснения.

Показать ответ и решение

Нагреватель ставится внизу, потому что нагретые слои воды, как более легкие, поднимаются вверх и
таким образом достигается наиболее эффективное перемешивание и нагревание всей воды (по такому же
принципу работает батарея в комнате). При охлаждении же дело происходит как раз наоборот: более
холодные слои воды, как более тяжелые, опускаются вниз. Поэтому если поместить холодильник внизу,
то перемешивания не будет, и остывание будет идти очень долго. Для более быстрого охлаждения надо
поместить лед сверху.

Сжиженные газы с низкими температурами кипения хранят в открытых теплоизолированных
резервуарах при нормальном давлении, с контактом с атмосферой. При таком хранении потери на
испарение, отнесённые к единице массы сжиженного газа, уменьшаются при увеличении объёма сосуда.
Объясните причины вышеизложенного, основываясь на известных физических законах и
закономерностях.

Показать ответ и решение

1) Даже при хорошей теплоизоляции невозможно устранить полностью подвод тепла к сжиженным
газам, значит, будет некоторое испарение вещества, потому что температура кипения таких газов ниже
температуры атмосферы и существует теплопроводность.
2) Так как существует испарение, то в закрытых сосудах будет повышаться давление, что приведет к
взрыву, поэтому газ хранят в открытых сосудах.
3) Подвод тепла к газу через стенки сосуда пропорционален площади стенок сосуда, а его масса
пропорциональна объему. Объем же в свою очередь пропорционален кубу размеров сосуда. Поэтому с
увеличением объема уменьшается испарение на единицу массы.

Показать ответ и решение

1) При первой открывании и закрывании кранов, в соответствии законам Дальтона и Бойля-Мариотта,
установившееся давление во втором и третьем сосудах будет

3p-+ p-= 2p
2 2

2) При втором открывании и закрывании, с учетом тех же законов, установившееся давление в
первом и втором будет равно

2p p
---+ --= 1,5p
2 2

3) Так как объем сосуда не изменился, а температура по условию постоянна, то в соответствии
уравнению Менделеева –Клайперона

pV
pV = νRT ⇒ ν = ----
RT

Знаменатель остался прежним, а числитель увеличился, значит и количество газа увеличилось.

Критерии оценки

3 балла ставится за задачу если:

2 балла ставится за задачу если:

IV) При неверном построении или отсутствии рисунка и (или) графика за задачу ставится 2
балла.

1 балл ставится за задачу если:

Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.

На столе лежат куски хлеба, они долгое время были мягкими, но при этом заплесневели. В какое время
года, зимнее или летнее, данные куски хлеба лежали на столе? Ответ поясните, указав, какие
физические явления и законы Вы использовали для объяснения.

Показать ответ и решение

1) В зимнее время года абсолютная влажность воздуха меньше, чем в летнее, значит, и воздух, проникая
в дом, зимой будет снижать относительную влажность в доме, а в летний период наоборот будет
повышать.
2) Значит, в зимнее время года хлеб будет высыхать быстрее, а в летнее хлеб будет быстрее плесневеть.
Значит, куски хлеба лежали в летнее время.

В вертикальном цилиндрическом сосуде под поршнем находится воздух, водяной пар и капли воды на
стенках сосуда. Поршень начинают медленно поднимать, увеличивая объём сосуда. В середине процесса
подъёма поршня, капли воды в сосуде исчезают, температура пара остается неизменной в
течение всего процесса подъёма поршня. Затем сосуд с паром нагревают при неизменном
положении поршня. Как будет меняться при этих процессах влажность воздуха в сосуде? Ответ
поясните, указав какие физические явления и закономерности вы использовали для объяснения.

Показать ответ и решение

1) Так как вода и пар находятся в сосуде длительное время, то пар становится насыщенным
(относительная влажность равна 100%)
2) При выдвигании поршня из сосуда объем изотермически увеличили, значит, давление пара
уменьшилось, но так как процесс изотермический, то давление насыщенных паров не изменилось. Так
как относительная влажность находится по формуле:

p
ϕ = ----⋅ 100%
pн.п.

где – давление пара, pн.п. – давление насыщенных паров, то влажность должна уменьшиться.
3) Так как положение поршня неизменно, то нагревание изохорное, значит, давление паров
увеличивается, но плотность водяного пара остается неизменной, при этом плотность насыщенных паров
увеличивается, что означает, что относительная влажность уменьшится.

Критерии оценки

3 балла ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ (в данном случае
п.1) и исчерпывающие верные рассуждения с прямым указанием наблюдаемых явлений
и законов (в данном случае: сделан обоснованный вывод о том, что в начале процесса в
сосуде находится насыщенный водяной пар, записана формула относительной влажности
воздуха через его парциальное давление и давление насыщенных водяных паров при данной
температуре, сделан обоснованный вывод о постоянстве давления насыщенного пара во
время подъема поршня, сделан верный вывод о постоянстве плотности водяного пара и
увеличении плотности насыщенного пара при изохорном нагревании сосуда, записана формула для
относительной влажности воздуха через плотность водяного пара, сделан верный вывод о
том, как изменяется относительная влажность воздуха во время изохорного нагревания
сосуда)

2 балла ставится за задачу если:

IV) При неверном построении или отсутствии рисунка и (или) графика за задачу ставится 2
балла.

1 балл ставится за задачу если:

Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.

Источник

С одноатомным идеальном газом проводят циклический процесс, показанный на рисунке. За цикл газ совершает работу Aц = 5 кДж. Какое количество теплоты газ получает за цикл от нагревателя? Количество вещества газа в ходе процесса остаётся неизменным.

Одноатомный идеальный газ в количестве 10 моль сначала охладили, уменьшив давление в 3 раза, а затем нагрели до первоначальной температуры 300 К (см. рисунок). Какое количество теплоты получил газ на участке 2–3?

Задача 17

Давление насыщенного водяного пара при температуре 40 °С приблизительно равно 6 кПа. Каково парциальное давление водяного пара
в комнате при этой температуре при относительной влажности 30%?

Дано

Pн=6 кПа ф=30% P- ?

Ф=P*100%/Pн

P=Pн*30%/100%=6*0,3=1,8 кПа

Ответ P=1,8кПа

Задача 18

Для определения удельной теплоты плавления в сосуд с водой массой 300 г и температурой 20°С стали бросать кусочки тающего льда при непрерывном помешивании. К моменту времени, когда

лед перестал таять, масса воды увеличилась на 84 г. Определите по данным опыта удельную теплоту плавления льда. Ответ выразите в кДж/кг.

Уравнения количества теплоты Q(воды)=c(воды)*m(воды)*на дельта t и Q(льда)=лямбда(удельная теплота плав. льда)*m(льда). Приравниваем их получаем 4200*0.3*20=Лямбда*0.084, выражаешь лямбда=4200*0.3*20/0.084=300000=300кДж

Задача 19

В одном сосуде находится аргон, а в другом — неон. Средние кинетические энергии теплового движения молекул газов одинаковы. Давление аргона в 2 раза больше давления неона. Чему равно отношение концентрации молекул аргона к концентрации молекул неона?

Температура — это мера средней кинетической энергии молекул идеального газа а значит, оба газа находятся при одинаковой температуре. Основное уравнение МКТ связывает макроскопические параметры (давление, объём, температура) термодинамической системы с микроскопическими (масса молекул, средняя скорость их движения) где — концентрация молекул газа.

Тогда отношение концентрации молекул аргона к концентрации молекул неона принимает значение:

Задача 20

В горизонтально расположенной трубке постоянного сечения, запаянной с одного конца, помещен столбик ртути длиной d = 15 см, который отделяет воздух в трубке от атмосферы. Трубку расположили вертикально запаянным концом вниз и нагрели на = 60 К. При этом объем, занимаемый воздухом, не изменился. Атмосферное давление = 750 мм рт.ст. Определите температуру воздуха в лаборатории.

Условие равновесия столбика ртути определяет давление воздуха в вертикальной трубке: , где — атмосферное давление. Здесь Н = 750 мм, — плотность ртути.

Поскольку нагрев воздуха в трубке происходит до температуры и объем, занимаемый воздухом, не изменился, то, согласно уравнению Клапейрона-Менделеева:

Окончательно получаем:К.

Задача 21

В запаянной с одного конца длинной горизонтальной стеклянной трубке постоянного сечения (см. рисунок) находится столбик воздуха длиной l1 = 30,7 см, запертый столбиком ртути. Если трубку поставить вертикально отверстием вверх, то длина воздушного столбика под ртутью будет равна l2 = 23,8 см. Какова длина ртутного столбика? Атмосферное давление 747 мм рт. ст. Температуру воздуха в трубке считать постоянной.

1. Когда трубка расположена горизонтально, объём воздуха и его давление равны, соответственно: , где S — площадь сечения трубки; , что вытекает из условия равновесия столбика ртути.

2. Когда трубка расположена вертикально отверстием вверх, объём закрытой части трубки и давление воздуха в ней равны, соответственно:

где ρ — плотность ртути.

3. Так как T = const, получаем: . , откуда (с учетом того, что 750 мм рт. ст. = 100 000 Па):

Задача 22

В горизонтальном цилиндре с гладкими стенками под массивным поршнем с площадью S находится одноатомный идеальный газ. Поршень соединён с основанием цилиндра пружиной. В начальном состоянии расстояние между поршнем и основанием цилиндра равно L, а давление газа в цилиндре равно внешнему атмосферному давлению p0 (см. рисунок).

Затем газу было передано количество теплоты Q, и в результате поршень медленно переместился вправо на расстояние b. Чему равна жёсткость пружины k?

Тепло, переданное газу, идёт на изменение его внутренней энергии и на совершением им работы:

В начальном состоянии давление и объём газа равны и в конечном состоянии — и Используя уравнение Менделеева — Клапейрона для изменения внутренней энергии получаем:

Чтобы рассчитать работу, заметим, что в каждый момент времени, когда поршень сдвинут на от начального положения давление равно т. е. давление линейно зависит от объёма. Значит, на pV-диаграмме процесс расширения будет изображён отрезком прямой, а фигура под графиком будет являться трапецией, площадь которой равна

Заметим, что этот результат можно получить, посчитав работу газа как минус сумму работ пружины и внешней атмосферы

В итоге

Источник

8. Молекулярно-кинетическая теория

1. Вспоминай формулы по каждой теме

2. Решай новые задачи каждый день

3. Вдумчиво разбирай решения

Основы МКТ

При давлении (p_o) =10(^6) Па идеальный газ занимает объём (V_o = 5) л. В результате изотермического расширения его объём увеличился на (Delta V = 1) л, а концентрация молекул стала равна (n=3,62cdot10^{26}) м(^{-3}). При какой температуре проводился опыт? (Ответ дайте в кельвинах и округлите до целого числа.)

Так как процесс изотермический, то по закону Бойля-Мариотта: [p_oV_o=p_1V_1hspace{5 mm} (1)] Так как объем газа увеличился на (Delta V), то: [V_1=V_o+Delta V hspace{5 mm} (2)] Подставим (2) в (1) и выразим конечное давление (p_1): [p_1=dfrac{p_oV_o}{V_o+Delta V}] В то же время конечное давление равно: [p_1=nkT] где (k) — постоянная Больцмана. Выразим отсюда температуру, при которой проводился опыт: [T=dfrac{p_1}{nk}=dfrac{p_0V_0}{(V_0+Delta V)nk}] Переведем значения величин в СИ и подставим их в формулу: [T=dfrac{10^6text{ Па}cdot5cdot10^{-3}text{ м}^3}{6cdot10^{-3}text{ м}^3cdot3,62cdot10^{26}text{ м}^{-3}cdot1,38cdot10^{-23}text{ Дж/К}}approx 167 text{ К}]

Ответ: 167

Абсолютную температуру идеального газа уменьшили в 4 раза. Во сколько раз уменьшится средняя квадратичная скорость теплового движения молекул этого газа?

Средняя кинетическая энергия вычисляется по формуле: [E_{k}=dfrac{3}{2}kT] где (k) — постоянная Больцмана, (T) — абсолютная температура газа.
В свою очередь кинетическая энергия равна: [dfrac{m_o v^2}{2}=dfrac{3}{2}kT] где (m_o) — масса одной молекулы, (v) — средняя квадратичная скорость теплового движения.
Отсюда получим зависимость: [v^2sim T] [vsim sqrt{T}] При уменьшении абсолютной температуры идеального газа в 4 раза средняя квадратичная скорость теплового движения уменьшится в 2 раза.

Ответ: 2

В результате нагревания газа средняя кинетическая энергия теплового движения его молекул увеличилась в 4 раза. Во сколько раз увеличилась при этом абсолютная температура газа?

Средняя кинетическая энергия вычисляется по формуле: [E_k=dfrac{3}{2}kT] где (k) — постоянная Больцмана, (T) — абсолютная температура газа.
При увеличении энергии в 4 раза, температура увеличится в 4 раза.

Ответ: 4

В сосуде находится смесь двух газов: кислорода и водорода. Число молекул кислорода в сосуде равно (4 cdot10^{23}), а молекул водорода — (32 cdot 10^{23}). Чему равно отношение (dfrac{nu_{O_{2}} }{nu_{H_{2}}}) количеств веществ этих газов?

Количество вещества можно найти по формуле: [nu=dfrac{N}{N_A}] где (N) — число молекул газа, (N_A) — число Аводгадро.
Искомое отношение равно: [dfrac{nu_{O_{2}}}{nu_{H_{2}}}=dfrac{N_1}{N_2}] где (N_1) и (N_2) — число молекул кислорода и водорода соответственно. [dfrac{nu_{O_{2}}}{nu_{H_{2}}}=dfrac{4cdot10^{23}}{32cdot10^{23}}=0,125]

Ответ: 0,125

Во сколько раз число молекул кислорода отличается от числа атомов меди при нормальных условиях, если (mu(O_2)= 0,032) кг/моль, (mu(Cu) = 0,064) кг/моль, а количество вещества как меди, так и кислорода равно 3 моль?

Количество вещества можно найти по формуле: [nu=dfrac{N}{N_A}] где (N)—число молекул газа, (N_A) — число Авогадро. Выразим отсюда число атомов/молекул: [N = nu N_A] Найдем отношение числа молекул кислорода к числу атмов меди: [dfrac{N_{O_{2}}}{N_{Cu}} = dfrac{nu_{O_{2}}N_A}{nu_{Cu} N_A}] Так как по условию (nu_{Cu} = nu_{O_{2}}), то: [dfrac{N_{O_{2}}}{N_{Cu}} =1]

Ответ: 1

В баллоне находится 3(cdot10^{23}) молекул газа. Какое примерно количество вещества находится в баллоне? (Ответ дайте в молях.)

Количество вещества находится по формуле: [nu=dfrac{N}{N_A}] где (N) — число молекул газа, (N_A) — число Авогадро. [nu=dfrac{3cdot10^{23}}{6cdot10^{23}text{ моль}^{-1}}=0,5 text{ моль}]

Ответ: 0,5

Средняя кинетическая энергия хаотического теплового движения молекул гелия уменьшилась в 4 раза. Определите конечную температуру газа, если его начальная температура равна 1000 К. Ответ дайте в кельвинах.

Связь средней кинетической энергии и температуры выражена в формуле: [E_k=dfrac{3}{2}kT] где (k) — постоянная Больцмана.
Так как энергия уменьшилась в 4 раза, то и температура гелия уменьшится в 4 раза. [T_1=dfrac{T_o}{4}=frac{1000text{ К}}{4}=250 text{ К}]

Ответ: 250

Курс Глицин. Любовь, друзья, спорт и подготовка к ЕГЭ

Источник

Задачи по молекулярной физике с решениями

Элементы молекулярной физики. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории (МКТ)

4.1.1 В баллоне находится 20 моль газа. Сколько молекул газа находится
4.1.2 Определить массу молекулы кислорода
4.1.3 Сколько молекул содержится в 5 кг кислорода?
4.1.4 При температуре 320 К средняя квадратичная скорость молекулы кислорода 500 м/с
4.1.5 Определить давление водорода, если средняя квадратичная скорость его молекул
4.1.6 Какова средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул газа
4.1.7 Определить давление, при котором 1 м3 газа, имеющий температуру 60 C, содержит
4.1.8 Сколько молекул содержится в 1 л воды?
4.1.9 Какое значение температуры по шкале Кельвина соответствует температуре 100 C?
4.1.10 Какой объем при нормальных условиях занимают 5 г углекислого газа?
4.1.11 Чему равна температура газа, если при концентрации 2,65×10^25 м^(-3) он создает
4.1.12 Определить число молекул, содержащихся в 1 г воды
4.1.13 Определить количество вещества, содержащегося в медной отливке массой 96 кг
4.1.14 В комнате размером 4x5x2,7 м^3 испарился кристаллик йода массой 20 мг. Сколько
4.1.15 В лабораторных условиях создан высокий вакуум, то есть очень малое давление
4.1.16 Определить молярную массу газа, если его плотность при нормальных условиях
4.1.17 Найти число молекул в 2 кг углекислого газа
4.1.18 Во сколько раз масса молекулы углекислого газа CO2 больше массы молекулы аммиака NH3
4.1.19 За 20 суток из стакана полностью испарилась 0,2 кг воды. Сколько в среднем молекул
4.1.20 Считая, что диаметр молекул водорода составляет около 0,23 нм, подсчитать, какой длины
4.1.21 В сосуде находится газ под давлением 150 кПа при температуре 23 C. Найти
4.1.22 Определить среднюю квадратичную скорость молекул водорода
4.1.23 Под каким давлением находится кислород в баллоне, если при температуре 27 C
4.1.24 При какой температуре средняя квадратичная скорость молекул кислорода
4.1.25 Какова плотность сжатого воздуха при 0 C в камере шины автомобиля “Волга”? Давление
4.1.26 Определить среднюю квадратичную скорость молекул азота при температуре
4.1.27 Определить плотность воздуха при нормальных условиях. Молярную массу принять
4.1.28 Каково давление азота, если его плотность равна 1,35 кг/м^3, а средняя квадратичная
4.1.29 Сколько молекул кислорода находится в сосуде объемом 1 л, если температура
4.1.30 Определить плотность воздуха при 27 C и давлении 0,1 МПа
4.1.31 Какое давление на стенки сосуда производят молекулы газа, если масса газа 3 г, объем
4.1.32 Какое давление производит углекислый газ при температуре 330 К, если его плотность
4.1.33 Вычислить среднюю квадратичную скорость молекул углекислого газа
4.1.34 Определить среднеквадратичную скорость молекул газа при давлении 100 кПа и плотности
4.1.35 В баллоне емкостью 40 л находится 10 кг кислорода под давлением 20 МПа. Найти
4.1.36 Энергия поступательного движения, которой обладают все молекулы газа, находящегося
4.1.37 Найти концентрацию молекул газа, у которого средняя квадратичная скорость молекул
4.1.38 В первом сосуде находится азот, во втором – водород. Чему равно отношение давления
4.1.39 В сосуде вместимостью 2 м3 находится 2,4 кг газа. Под каким давлением находится газ
4.1.40 Плотность газа в баллоне электрической лампы 0,9 кг/м3, давление при горении 110 кПа
4.1.41 При какой температуре находится одноатомный газ, если средняя кинетическая энергия
4.1.42 Под каким давлением находится кислород в баллоне, если при температуре 27 C
4.1.43 Найдите отношение средних скоростей молекул O2 и H2 при одинаковой температуре
4.1.44 Найти среднюю квадратичную скорость молекул газа, имеющего плотность 1,8 кг/м3
4.1.45 В баллоне находится кислород при давлении 4 МПа и температуре 42 C. Определить
4.1.46 В баллоне объемом 0,01 м3 находится газ, кинетическая энергия поступательного движения
4.1.47 Во сколько раз плотность метана (CH4) отличается от плотности кислорода (O2)
4.1.48 Определить давление азота в ампуле, если при 0 C в ней концентрация молекул
4.1.49 Во сколько раз средняя квадратичная скорость молекул воздуха при температуре 303 К
4.1.50 При некоторой температуре средняя скорость молекул азота равна 600 м/с. Какова
4.1.51 До какой температуры при нормальном атмосферном давлении надо нагреть кислород
4.1.52 Во сколько раз плотность воздуха зимой при температуре минус 23 C больше плотности
4.1.53 Во сколько раз изменится средняя квадратичная скорость теплового движения молекул
4.1.54 Во сколько раз изменится средняя квадратичная скорость молекул идеального газа
4.1.55 Гелий находится при температуре 580 К. При какой температуре должен находиться
4.1.56 Во сколько раз изменится плотность молекул газа, если при увеличении температуры
4.1.57 Каким давлением нужно сжать воздух, чтобы при температуре 100 C его плотность стала
4.1.58 Среднеквадратичная скорость молекул газа равна 500 м/с. Какой объем займет газ массой
4.1.59 Оценить минимальное расстояние между центрами соседних атомов железа, считая его
4.1.60 Какое время понадобится для того, чтобы на поверхность стекла нанести слой серебра
4.1.61 Концентрация молекул кислорода (M=32 г/моль) в сосуде вместимостью 5 л равна
4.1.62 Если m0 – масса одной молекулы газа, N – общее число молекул газа, а NА – число Авогадро
4.1.63 Если m – масса газа, M – молярная масса газа, а NА – число Авогадро, то по какой формуле
4.1.64 Какое количество вещества содержится в алюминиевой ложке массы 27 г? Относительная
4.1.65 Чему равно среднее расстояние между молекулами насыщенного водяного пара при
4.1.66 Молекула двухатомного газа содержит 16 протонов и 16 нейтронов. Чем равна плотность
4.1.67 В сосуде вместимостью 4 м3 находится 4,8 кг идеального газа. Средняя квадратичная
4.1.68 В сосуде под давлением 10^5 Па плотность идеального газа составляет 1,2 кг/м3. Чему
4.1.69 Если температура идеального газа уменьшится в 4 раза, то во сколько раз изменится
4.1.70 По какой формуле можно рассчитать давление газа через его температуру T
4.1.71 Если M – молярная масса, m0 – масса молекулы, а v^2 – средний квадрат скорости молекул
4.1.72 В 1 см3 объема при давлении 20 кПа находятся 5×10^19 атомов гелия (молярная масса гелия
4.1.73 Если температура идеального газа возрастает в 2 раза, то как изменяется среднеквадратичная
4.1.74 Каким выражением определяется суммарная кинетическая энергия поступательного
4.1.75 В 1 дм3 объема при давлении 10^5 Па находятся 3×10^21 молекул кислорода (молярная

Уравнение Клапейрона-Менделеева

4.2.1 Какой объем занимает 1 кг кислорода при 0 C и давлении 800 кПа?
4.2.2 Найти массу углекислого газа в баллоне вместимостью 40 л при температуре 288 К и
4.2.3 В баллоне емкостью 25,6 л находится 1,04 кг азота при давлении 3,55 МПа. Определите
4.2.4 Баллон содержит 28 кг кислорода при давлении 770 кПа. Какова масса гелия, занимающего
4.2.5 В изотермическом процессе объем газа уменьшился вдвое. Во сколько раз
4.2.6 Некоторая масса газа при давлении 126 кПа и температуре 295 К занимает объем 500 л
4.2.7 Сколько молекул хлора содержится при нормальных условиях в колбе емкостью 0,5 л?
4.2.8 До какой температуры нужно нагреть запаянный шар, содержащий 9 г воды, чтобы шар
4.2.9 Сколько молекул воздуха содержится в комнате объемом 60 м3 при нормальных
4.2.10 Сколько весит воздух, занимающий объем 150 л при температуре 15 C и давлении
4.2.11 В баллоне емкостью 4 л создано давление 0,1 мкПа. Сколько молекул газа содержится
4.2.12 Баллон емкостью 40 л содержит 2,6 кг кислорода. При какой температуре возникает
4.2.13 Найти концентрацию молекул газа, если в баллоне емкостью 4 л создано давление
4.2.14 Сколько молекул ртути содержится в 1 м3 воздуха в помещении, зараженном ртутью
4.2.15 В баллоне емкостью 40 л содержится 1,98 кг углекислого газа при 0 С. При повышении
4.2.16 Баллон содержит 50 л кислорода, температура 27 C, давление 2 МПа. Найти массу
4.2.17 Сколько молекул газа заключено в объеме 0,5 м3, если он при температуре 300 К
4.2.18 В баллоне для сжиженных газов находится 4,2 кг метана (CH4) при давлении 1 МПа
4.2.19 В 1 м3 газа при давлении 120 кПа содержится 2×10^25 молекул, средняя квадратичная
4.2.20 Найти массу водорода, находящегося в баллоне объемом 20 л под давлением 830 кПа
4.2.21 Газ массой 16 г при давлении 1 МПа и температуре 112 C занимает объем 1600 см3
4.2.22 Найти число молекул воздуха в комнате, имеющей объем 8x5x4 м3, при температуре 10 C
4.2.23 Вычислить молярную массу бутана, 2 л которого при температуре 15 C и давлении 87 кПа
4.2.24 Какая часть газа осталась в баллоне, давление в котором было 12,2 МПа, а температура
4.2.25 Идеальный газ при давлении 1,33 кПа и температуре 15 C занимает объем 2 л. Каким
4.2.26 Из баллона емкостью 5 л из-за неисправности вентиля произошла утечка газа, в результате
4.2.27 Газ, объем которого 0,8 м3 при температуре 300 К производит давление 280 кПа. На сколько
4.2.28 В баллоне объемом 200 л при температуре 20 C и давлении 10 МПа находится кислород
4.2.29 Некоторый газ массой 7 г, находящийся в баллоне при температуре 27 C, создает давление
4.2.30 Сколько молекул воздуха выходит из комнаты объемом 80 м3 при повышении температуры
4.2.31 В цилиндре дизеля воздух сжимается от 80 до 3000 кПа, а объем уменьшается от 7,5 до 0,5 л
4.2.32 В открытом сосуде газ нагрели так, что его температура увеличилась в 3 раза. Сколько
4.2.33 Температура воздуха в комнате была 10 C. После того как печь протопили, температура
4.2.34 Газ массой 1,2 г занимает объем 400 см3 при температуре 280 К. После нагревания газа
4.2.35 Из баллона со сжатым водородом объемом 0,01 м3 вытекает газ, при температуре 280 К
4.2.36 Откачанная лампа накаливания объемом 10 см3 имеет трещину, в которую проникает
4.2.37 Когда из сосуда выпустили некоторое количество газа, давление в нем упало на 40%
4.2.38 При температуре 727 C газ занимает объем 8 л и производит давление 200 кПа на стенки
4.2.39 Воздух в открытом сосуде нагревают от 10 до 600 C и затем, герметически закрыв сосуд
4.2.40 До какой температуры нагрели колбу, содержащую воздух, если давление воздуха в ней
4.2.41 Баллон, содержащий 1 кг азота, при испытании взорвался при температуре 630 К. Какое
4.2.42 При какой температуре давление 240 л водорода равно 126,6 кПа, если при нормальных
4.2.43 В баллоне находилось 5 кг газа при давлении 1 МПа. Какое количество газа взяли из баллона
4.2.44 Во сколько раз изменится объем кислорода массой 0,32 кг, если его давление увеличится
4.2.45 Баллон содержит газ при температуре 7 C и давлении 91,2 МПа. Каким будет давление
4.2.46 В баллоне находится газ при температуре 15 C. Во сколько раз изменится его давление
4.2.47 Сколько электронов заключается в 1 л кислорода при давлении 1 МПа и температуре
4.2.48 Плотность пара некоторого соединения углерода с водородом равна 3 г/л при 43 C
4.2.49 В комнате объемом в 30 м3 температура с 15 C поднялась до 25 C. На сколько при этом
4.2.50 Баллон содержит сжатый газ при 27 C и давлении 3 МПа. Каково будет давление, если
4.2.51 На сколько уменьшится масса воздуха в открытом сосуде, если его нагреть от 0 до 100 C?
4.2.52 Баллон содержит сжатый газ при 27 C и давлении 2000 кПа. Каково будет давление, если
4.2.53 Перед проведением газосварочных работ манометр баллона с кислородом показывал
4.2.54 Газ при давлении 126,6 кПа и температуре 300 К занимает объем 0,6 м3. Найти объем
4.2.55 Газ при давлении 0,2 МПа и температуре 15 C имеет объем 5 л. Чему равен объем
4.2.56 Сосуд вместимостью 0,6 м3, содержащий гелий массой 2 кг, разорвался при температуре
4.2.57 В сосуде объемом 10 литров находится 2 г водорода при температуре 2000 К. Определить
4.2.58 Какова минимальная разница в массе воздуха зимой и летом при нормальном атмосферном
4.2.59 Воздух в сосуде объемом 5 л находится при температуре 27 C под давлением 2 МПа
4.2.60 Некоторая масса водорода находится при температуре 200 К и давлении 0,4 кПа. Газ
4.2.61 Перед проведением газосварочных работ манометр баллона с кислородом показывал
4.2.62 В сосуде находится 1 литр воды при температуре 27 C. Чему стало бы равным давление
4.2.63 В двух сосудах находится одинаковое количество одного и того же газа. В первом сосуде
4.2.64 Резиновая камера содержит воздух при температуре 27 C и нормальном атмосферном
4.2.65 В баллоне объемом 10 л находится кислород, масса которого 12,8 г. Давление в баллоне
4.2.66 Баллон содержит 0,3 кг гелия. Абсолютная температура в баллоне уменьшилась на 10%
4.2.67 В откачанной ампуле объемом 3 см3 содержится радий массой 5 г в течение одного года
4.2.68 Два сосуда, содержащих одинаковую массу одного и того же газа, соединены трубкой
4.2.69 Сколько молей газа следует добавить к одному молю данного газа, чтобы его давление
4.2.70 В открытом цилиндре находится 90 г газа. Температуру газа увеличили от 300 до 450 К
4.2.71 Из баллона объемом 200 дм3, содержащего гелий при давлении 2 МПа и температуре 273 К
4.2.72 На рисунке показан график процесса, происходящего с идеальным газом. Укажите точки
4.2.73 На PT-диаграмме изображен замкнутый процесс, который совершает кислород некоторой
4.2.74 Если нагреть 1 моль идеального газа на 1 К при постоянном объеме, то давление возрастет
4.2.75 Имеется два сосуда с одним и тем же газом при одинаковой температуре. Плотность газа
4.2.76 При увеличении температуры газа на 60 К его объем возрос на 1 л. На сколько литров
4.2.77 Насос захватывает при каждом качании 1 л воздуха при нормальных условиях и нагнетает
4.2.78 Воздушный шар имеет легкорастяжимую теплоизолированную оболочку массой 130 кг
4.2.79 В некотором процессе давление и объем идеального газа связаны соотношением
4.2.80 Какой радиус должен иметь наполненный гелием воздушный шар, чтобы он мог подняться
4.2.81 Надувной шарик, заполненный гелием, удерживают на нити. Найдите натяжение нити
4.2.82 Два баллона с объемами 20 и 10 л соединены длинной тонкой трубкой и содержат 6 моль
4.2.83 Воздушный шар объемом 20 м3, наполненный гелием, поднялся на высоту 180 м за 0,5 минуты
4.2.84 Внутри замкнутого цилиндра, наполненного воздухом, находится шарик радиусом 3 см
4.2.85 На дне цилиндра, наполненного воздухом, плотность которого 1,29 кг/м3, лежит полый
4.2.86 В замкнутом сосуде к верхней стенке на пружине жесткостью 4 Н/м подвешена сфера
4.2.87 Во сколько раз изменится температура идеального газа, если уменьшить его объем
4.2.88 Внутри закрытого с обоих концов горизонтального цилиндра есть поршень
4.2.89 Тонкий резиновый шар радиусом 2 см наполнен воздухом при температуре 20 C
4.2.90 Цилиндрический сосуд делится невесомым поршнем на две части. В одну часть сосуда
4.2.91 Два одинаковых шара соединены тонкой трубкой, в которой находится капелька ртути
4.2.92 Внутри закрытого с обоих концов горизонтального цилиндра имеется тонкий поршень
4.2.93 Два одинаковых сосуда, содержащих газ при 300 К, соединили горизонтальной трубкой
4.2.94 Горизонтально расположенный цилиндр разделен скользящей без трения перегородкой
4.2.95 Объем пузырька, всплывающего на поверхность со дна озера, увеличился в два раза
4.2.96 Состояние одного киломоля идеального газа менялось по графику 1-2-3. Определить
4.2.97 Сосуд объемом 5 л разделен перегородкой на две части, заполненные одним газом
4.2.98 При некотором процессе идеального газа связь между давлением и объемом газа pV^3=const
4.2.99 Воздушный шар объемом 1000 м3 наполнен гелием при температуре окружающего воздуха
4.2.100 В цилиндре с площадью основания 100 см2 находится воздух. Поршень расположен на высоте
4.2.101 В сосуд, на дне которого лежит твердый шар, нагнетают воздух при температуре 27 C
4.2.102 В закрытом с обоих концов цилиндре длиной 2 м поршень соединён с днищами пружинами
4.2.103 Тонкостенный резиновый шар собственным весом 0,6 Н наполнен неоном и погружен в озеро
4.2.104 Давление воздуха в сосуде равно 102,4 кПа. Вместимость цилиндра разрежающего насоса
4.2.105 Компрессор всасывает в 1 мин 3 м3 сухого воздуха при температуре 290 К и давлении 100 кПа
4.2.106 Давление воздуха в сосуде 97 кПа. После трёх ходов откачивающего поршневого насоса
4.2.107 В цилиндре длиной 2L=2 м тонкий поршень соединён с днищами пружинами одинаковой
4.2.108 Газ, занимающий при температуре 127 C и давлении 100 кПа объем 2 л, изотермически
4.2.109 В цилиндре под поршнем находится газ при нормальных условиях. Сначала объем газа
4.2.110 При увеличении абсолютной температуры идеального газа в 2 раза его давление
4.2.111 Когда из сосуда выпустили некоторое количество газа, давление в нем упало на 40%

Изопроцессы

4.3.1 Определить начальную температуру газа, если при изохорном нагревании
4.3.2 В закрытом баллоне находится газ при температуре 295 К
4.3.3 Давление в откачанной рентгеновской трубке при 15 градусах Цельсия
4.3.4 На сколько Кельвин надо нагреть воздух при постоянном давлении
4.3.5 Газ изотермически сжимают от объема 0,15 м3 до объема 0,1 м3
4.3.6 Газ нагрели на 1 К при постоянном объеме. Давление газа при этом
4.3.7 Газ нагрели на 100 К при постоянном объеме. Давление газа
4.3.8 В закрытом сосуде находится идеальный газ. Во сколько раз
4.3.9 Во сколько раз изменяется плотность идеального газа
4.3.10 В процессе изобарного нагревания газа его объем увеличился в 2 раза
4.3.11 Сосуд объемом 12 м3, содержащий газ под давлением 400 кПа
4.3.12 Сосуд, содержащий 10 л воздуха при давлении 1 МПа, соединяют с пустым
4.3.13 Резиновая камера содержит воздух под давлением 104 кПа. Камеру
4.3.14 До какой температуры нужно нагреть воздух, взятый при 20 градусах
4.3.15 Объем некоторой массы газа при изобарном нагревании на 10 К
4.3.16 Даны две изохоры для одной и той же массы идеального газа
4.3.17 Газ сжат изотермически от 8 до 6 л. Давление при этом возросло
4.3.18 В сосуде объемом 1 л при температуре 183 градуса Цельсия находится
4.3.19 В цилиндре под поршнем изотермически сжимают 9 г водяного
4.3.20 Во сколько раз изменится плотность идеального газа при температуре
4.3.21 При 27 градусах Цельсия газ занимает объем 10 л. До какой
4.3.22 Продукты сгорания газа охлаждаются в газоходе с 1000 до 300 градусов
4.3.23 Газ занимает объем 8 л при температуре 300 К. Определите массу газа
4.3.24 Давление азота в электрической лампочке объемом 0,15 л равно 68 кПа
4.3.25 Бутылка с газом закрыта пробкой, площадь сечения которой 2,5 см2
4.3.26 В цилиндре под поршнем находится газ. Масса поршня 0,6 кг
4.3.27 Два сосуда объемом 2 и 4 л, заполненные одинаковым газом, соединены
4.3.28 В цилиндре под поршнем находится воздух. Вес поршня 60 Н
4.3.29 В цилиндре под поршнем находится вода массой 35 мг и пар массой 25 мг
4.3.30 Баллон, наполненный воздухом при температуре 273 К и атмосферном
4.3.31 В цилиндре под поршнем находится воздух при давлении 0,2 МПа
4.3.32 Один конец цилиндрической трубки, длина которой 25 см и радиус 1 см
4.3.33 Расположенная горизонтально, запаянная с обоих концов стеклянная трубка
4.3.34 В вертикальном закрытом цилиндре находится подвижный поршень
4.3.35 Открытую стеклянную трубку длиной 1 м наполовину погружают в ртуть
4.3.36 В стеклянной трубке находится столбик ртути длиной 10 см. Когда
4.3.37 Посередине откачанной и запаянной с обоих сторон горизонтально
4.3.38 Открытую с обеих сторон стеклянную трубку длиной 60 см
4.3.39 В трубке длиной 1,73 м, заполненной газом, находится столбик ртути
4.3.40 В каком из изображенных на рисунке процессов, проведенных
4.3.41 Горизонтально расположенный закрытый цилиндрический сосуд
4.3.42 На рисунке изображены гиперболы для трех идеальных газов с одинаковыми массами
4.3.43 На рисунке изображены гиперболы для трех идеальных газов с разными массами
4.3.44 Постоянную массу идеального газа переводят из состояния 1
4.3.45 Горизонтально расположенный закрытый цилиндрический сосуд длины
4.3.46 Температура воздуха в комнате повысилась от 17 до 27 градусов Цельсия
4.3.47 Газ при 27 градусах Цельсия занимает объем V. До какой температуры
4.3.48 Баллон, содержащий 12 л кислорода при давлении 1 МПа, соединяют

Влажность

4.4.1 Определите относительную влажность воздуха при температуре 18 C, если точка росы
4.4.2 Определите давление водяных паров в воздухе при температуре 20 С и относительной
4.4.3 5 м3 воздуха при температуре 25 С содержат 86,5 г водяного пара. Определить абсолютную
4.4.4 Определить абсолютную влажность воздуха при температуре 37 C, если давление
4.4.5 В 6 м3 воздуха с температурой 19 С содержится 51,3 г водяного пара. Определите
4.4.6 В 10 м3 воздуха с температурой 19 С содержится 71,3 г водяного пара. Определите
4.4.7 В комнате объемом 120 м3 при температуре 15 C относительная влажность составляет 60%
4.4.8 Найти массу водяного пара, содержащегося в спортивном зале объемом 1100 м3
4.4.9 В комнате объемом 200 м3 относительная влажность воздуха при 20 С равна 70%
4.4.10 При температуре 22 C относительная влажность воздуха равна 60%. Найти относительную
4.4.11 В комнате размером 10x5x3 м3 поддерживается температура 293 К, а точка росы 283 К
4.4.12 В цистерне объемом 10 м3 находится воздух с относительной влажностью 70%
4.4.13 Воздух в помещении имеет температуру 24 C и относительную влажность 50%. Определите
4.4.14 Найти массу водяных паров в 1 м3 воздуха при нормальном атмосферном давлении
4.4.15 Давление водяного пара в воздухе на 40% ниже давления насыщенных паров при этой же
4.4.16 В сосуде объемом 100 л при 27 C находится воздух с относительной влажностью 30%
4.4.17 Влажность в комнате объемом 520 м3 при температуре 25 C равна 90%. Какое количество
4.4.18 Сколько надо испарить воды в 1000 м3 воздуха, относительная влажность которого 40%
4.4.19 В комнате объемом 60 м3 при температуре 18 C относительная влажность воздуха 50%

( 63 оценки, среднее 4.44 из 5 )

Источник