Загрузил Mare Bear

136 .--

Реклама
1.
Спускаемый аппарат космического корабля приближается к
поверхности планеты по вертикали с
постоянной скоростью, передавая на борт
корабля данные о наружном давлении.
График зависимости давления (в условных
единицах) от времени приведен на рисунке.
Опустившись на поверхность планеты,
аппарат измерил и передал на борт данные о
температуре: Т=700 К и ускорении свободного
падения: g =10 м/с2.
Определите: скорость υ спуска аппарата, если известно, что
атмосфера планеты состоит из углекислого газа СО2; температуру Th на
высоте h =15 км над поверхностью планеты.
Решение. Определим сначала скорость спускаемого аппарата. Для это-2.
2.Горизонтальный цилиндрический
сосуд длиной 2L разделен тонким
нетеплопроводящим поршнем на две
равные части, в каждой из которых
находится по n молей идеального
одноатомного газа при температуре Т.
Поршень прикреплен к торцам сосуда
недеформированными
пружинами
жесткости к каждая (рисунок). Газу в
правой части сообщили количество теплоты Q, в результате чего
поршень сместился влево на расстояние х = L /2.
Определите количество теплоты Q, отданное при температуре Т
термостату, с которым газ в левой части все время находился в
тепловом контакте.
Решение. Рассмотрим промежуточное положение поршня, когда он
сместился на величину у от своего первоначального положения. Пусть при
этом давление газа в правой части сосуда равно р2, а в левой p1 Поскольку
поршень при этом находится в равновесии, то сумма сил, действующих на
поршень, равна нулю:
3. В закрытом цилиндрическом сосуде с площадью основания S
находится вещество в газообразном состоянии вне поля тяготения
Земли. Масса газа равна М, давление р, причем p ≪ pнас , где pнас —
давление насыщенных паров вещества при данной температуре. Сосуд
начинают разгонять с ускорением а, направленным по оси цилиндра.
Температура поддерживается постоянной.
Определите, какая масса жидкости mж образуется в сосуде в
результате движения.
Решение. Ясно, что после перераспределения давление газа
максимально у задней (по отношению к направлению движения) стенки
сосуда, так как именно сила давления со стороны этой стенки сообщает газу
ускорение а. Обозначим его рmax. С другой стороны, рmax ≤ рнас. Учитывая,
что рнас ≥ р и, следовательно, силой давления со стороны передней стенки
можно пренебречь, с помощью 2-го закона Ньютона получим
4. Нижний конец капилляра радиусом r = 0,2 мм и длины L = 8 см
погружен в воду, температура которой постоянна и равна Тн = 0°С.
Температура верхнего конца капилляра равна Тв=100°С.
На какую высоту h поднимется вода в капилляре? Считать, что
теплопроводность капилляра намного превосходит теплопроводность
воды в нем. Теплообменом с окружающим воздухом пренебречь.
Указание. Воспользуйтесь следующей температурной зависимостью
поверхностного натяжения воды:
Решение. Если h - высота столбика воды в капилляре, то температура
капилляра и, следовательно, воды на этой высоте равна
5. С 3 молями идеального одноатомного
газа совершен цикл, изображенный на
рисунке. Температуры газа в различных
состояниях равны; Т1 = 400 К, Т2 = 800 К, Т3 =
2400 К и T4 = = 1200 К.
Найдите работу А газа за цикл.
Решение. Из рисунка видно, что на участках 1—2 и 3 — 4 реализуется
6. Тонкая U-образная, запаянная с
одного конца трубка состоит из трех
колен длиной по L = 250 мм каждое,
согнутых
под
прямыми
углами.
Вертикальные части трубки заполнены
ртутью
до
половины
(рисунок).
Медленно нагревая в запаянной трубке
газ, отделенный от атмосферы ртутью,
можно вытеснить из трубки всю ртуть.
Определите, какую работу А совершит при этом газ в трубке,
полностью вытеснив ртуть. Атмосферное давление равно р0 = 105 Па,
плотность ртути рт=13,6·103 кг/м3, поперечное сечение трубки S = 1 см2.
Решение. Совершаемая газом работа А складывается из двух частей:
работы А1 против силы атмосферного давления и работы А2 против
Скачать