Сборник задач по физике с примерами решений. Молекулярная физика и термодинамика. Электромагнетизм. Александров В.Н - 11 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МПГУ | Москва

Составители: 

Рубрика: 

10
221
RT
m
VР
, отсюда
mR
VР
Т
22
2
, тогда t
2
=T
2
– 273.
Плотности газа до и после расширения равны, соответственно:
V
m
ρ
1
1
и
V
m
ρ
2
2
.
Ответ: V
1
=6,02л; t
2
=208
0
С;
1
=1,16кг/м
3
;
2
=0,7кг/м
3
.
1.12. Какое количество молей газа находится в баллоне объемом V=10м
3
при
давлении Р=96кПа и температуре t=17
0
С? (Ответ:
=398 моль).
1.13. В сосуде вместимостью V=10л находится газ массой m=35г. Концентра-
ция n молекул газа равна 7,52·10
25
м
-3
. Определите, какой газ находится в
сосуде. (Ответ: азот).
1.14. Масса m=12г газа занимает объем V=4л при температуре t
1
=7
0
С. После
нагревания газа при постоянном давлении его плотность стала равной
=0,6кг/м
3
. До какой температуры t
2
нагрели газ? (Ответ: t
2
=1127
0
С).
1.15. Объем баллона электрической лампы V=500 см
3
. Лампа наполнена азо-
том при давлении Р=0,8·10
5
Па. Какой объем воды войдет в баллон лам-
пы, если его опустить под воду на малую глубину и обломить кончик?
Атмосферное давление Р
0
=1,05·10
5
Па. (Ответ: V
В
=119см
3
).
1.16. Какова плотность воздуха в сосуде, емкость которого V= 2л, если сосуд
откачан до Р=10
-3
мм.рт.ст., а температура воздуха t=15
0
С? Как изменится
плотность воздуха в сосуде, если добавить в него 510
-8
кг воздуха? Какое
давление установится в сосуде? Процесс считать изотермическим.
(1 мм рт.ст.=133,3Па).
(Ответ:
1
=1,6·10
-6
кг/м
3
;
2
= 2,66·10
-5
кг/м
3
; Р
2
=1.65·10
-2
мм.рт.ст.).
1.17. Тонкостенный стакан массой 40г медленно опускают в воду вверх дном
таким образом, чтобы он все время оставался в вертикальном положе-
нии. Объем стакана V=200 см
3
, давление у поверхности воды 10
5
Па. Счи-
тая температуру постоянной, найдите, на какой глубине стакан начнет
тонуть? (Ответ:h=40м).
1.18. В сосуде вместимостью V=0,3л при температуре Т=290 К находится
некоторый газ. Считая температуру газа постоянной, найдите, на
сколько понизится давление газа в сосуде, если из него из-за утечки вый-
дет
N=10
19
молекул?
Дано: T=290K;V=0,3л=3·10
-4
м
3
;
N=10
19
.
Найти:
Р.
Решение
Запишем уравнения Клапейрона-Менделеева для начального (до утеч-
ки) и конечного (после утечки) состояний газа:
RT
m
VР
1
1
и
RT
m
VР
2
2
, 
                           m                        Р2V2 
                  Р1V2        RT2 , отсюда Т 2           , тогда t2 =T2 – 273.
                                                    mR
     Плотности газа до и после расширения равны, соответственно:
                                m             m
                           ρ1       и ρ2         .
                                V1           V2
      Ответ: V1=6,02л; t2 =2080С; 1=1,16кг/м3; 2=0,7кг/м3.
1.12. Какое количество молей газа  находится в баллоне объемом V=10м3 при
      давлении Р=96кПа и температуре t=170С? (Ответ:  =398 моль).
1.13. В сосуде вместимостью V=10л находится газ массой m=35г. Концентра-
      ция n молекул газа равна 7,52·1025м-3. Определите, какой газ находится в
      сосуде. (Ответ: азот).
1.14. Масса m=12г газа занимает объем V=4л при температуре t1=70С. После
      нагревания газа при постоянном давлении его плотность стала равной
      =0,6кг/м3. До какой температуры t2 нагрели газ? (Ответ: t2=11270С).
1.15. Объем баллона электрической лампы V=500 см3 . Лампа наполнена азо-
      том при давлении Р=0,8·105 Па. Какой объем воды войдет в баллон лам-
      пы, если его опустить под воду на малую глубину и обломить кончик?
      Атмосферное давление Р0=1,05·105Па. (Ответ: VВ=119см3).
1.16. Какова плотность воздуха в сосуде, емкость которого V= 2л, если сосуд
      откачан до Р=10-3мм.рт.ст., а температура воздуха t=150С? Как изменится
      плотность воздуха в сосуде, если добавить в него 510-8 кг воздуха? Какое
      давление установится в сосуде? Процесс считать изотермическим.
      (1 мм рт.ст.=133,3Па).
      (Ответ: 1=1,6·10-6 кг/м3; 2= 2,66·10-5 кг/м3; Р2=1.65·10-2 мм.рт.ст.).
1.17. Тонкостенный стакан массой 40г медленно опускают в воду вверх дном
      таким образом, чтобы он все время оставался в вертикальном положе-
      нии. Объем стакана V=200 см3, давление у поверхности воды 105Па. Счи-
      тая температуру постоянной, найдите, на какой глубине стакан начнет
      тонуть? (Ответ:h=40м).
1.18. В сосуде вместимостью V=0,3л при температуре Т=290 К находится
      некоторый газ. Считая температуру газа постоянной, найдите, на
      сколько понизится давление газа в сосуде, если из него из-за утечки вый-
      дет N=1019 молекул?
      Дано: T=290K;V=0,3л=3·10-4 м3;N=1019.
      Найти: Р.
                                    Решение
          Запишем уравнения Клапейрона-Менделеева для начального (до утеч-
     ки) и конечного (после утечки) состояний газа:
                                 m               m
                           Р1V  1 RT и Р2V  2 RT ,
                                                       
10

Страницы