161ФИПИ 6F4E7E№ 20Күрделі Ученику необходимо на опыте обнаружить зависимость объёма газа, находящегося в сосуде под подвижным поршнем, от массы газа. У него имеется пять различных сосудов с манометрами. Сосуды наполнены…
- 1
Чтобы исследовать зависимость объёма от массы газа, давление и температуру необходимо оставить неизменными.
- 2
В сосудах 3 и 5 давление равно 250 кПа, температура равна 90 °C, а массы газа различны: 8 г и 5 г.
Ещё 1 қадам — толық шешімде
162ФИПИ 7CB1CE№ 20Күрделі Ученику необходимо на опыте обнаружить зависимость давления газа, находящегося в сосуде, от массы газа. У него имеются пять различных сосудов с манометрами. Сосуды наполнены аргоном разной массы при…
- 1
Чтобы исследовать зависимость давления от массы газа, необходимо изменять только массу, сохраняя объём сосуда и температуру постоянными.$$pV = \nu RT$$
- 2
Сосуды 1 и 3 имеют одинаковый объём $6$ л и одинаковую температуру $320$ К, но содержат разные массы аргона: $10$ г и $8$ г.$$V_1 = V_3,\quad T_1 = T_3,\quad m_1 \ne m_3$$
Ещё 1 қадам — толық шешімде
163ФИПИ 823FD2№ 20Күрделі При переводе идеального газа из состояния 1 в состояние 2 концентрация молекул $n$ пропорциональна давлению $p$ (см. рисунок). Масса газа в процессе остаётся постоянной.
- 1
Для идеального газа выполняется основное уравнение молекулярно-кинетической теории:$$p = nkT$$
- 2
По графику при переходе из состояния 1 в состояние 2 давление и концентрация уменьшаются пропорционально, поэтому отношение $p/n$ остаётся постоянным.$$\frac{p}{n} = kT = \mathrm{const}$$
Ещё 2 қадам — толық шешімде
164ФИПИ 953c82№ 20Күрделі Ученику необходимо экспериментально обнаружить зависимость давления газа, находящегося в сосуде, от абсолютной температуры газа. У него имеется пять различных сосудов с манометрами. Сосуды наполнены…
- 1
Чтобы исследовать зависимость давления от температуры, необходимо сравнивать состояния одного и того же газа при одинаковой массе и постоянном объёме.$$p = \frac{mRT}{MV}$$
- 2
В сосудах 1 и 5 находится гелий, объём каждого сосуда равен $5$ л, а температуры различны: $290$ К и $320$ К.$$m=\mathrm{const},\quad M=\mathrm{const},\quad V=\mathrm{const},\quad T_1\ne T_5$$
Ещё 1 қадам — толық шешімде
На рисунке 1 приведена зависимость внутренней энергии $U$ одного моля идеального одноатомного газа от его давления $p$ в процессе $1\text{–}2\text{–}3$. Постройте график этого процесса на рисунке 2…
- 1
Внутренняя энергия бір моля одноатомного идеального газа зависит только от температуры.$$U=\frac{3}{2}RT$$
- 2
Из уравнения состояния идеального газа для одного моля $pV=RT$. Исключая температуру, получаем связь между координатами исходного и искомого графиков.$$V=\frac{RT}{p}=\frac{2U}{3p}$$
Ещё 2 қадам — толық шешімде
166ФИПИ 1DAC06№ 21Күрделі На $pT$-диаграмме показано, как изменялись давление и абсолютная температура некоторого постоянного количества одноатомного разреженного газа при его переходе из начального состояния 1 в состояние…
- 1
Для постоянного количества идеального газа применяем уравнение Менделеева–Клапейрона.$$pV = \nu RT$$
- 2
На участке 1–2 график является прямой, проходящей через начало координат, поэтому отношение $p/T$ постоянно. Следовательно, объём газа не изменяется.$$\frac{p}{T} = \mathrm{const} \Rightarrow V = \frac{\nu RT}{p} = \mathrm{const}$$
Ещё 3 қадам — толық шешімде
167ФИПИ 47eD8e№ 21Күрделі Один моль разреженного неона участвует в процессе 1–2–3–4, график которого изображён в координатах $p$–$n$, где $p$ — давление газа, а $n$ — концентрация его молекул. Опираясь на законы молекулярной…
- 1
Для разреженного газа справедливо уравнение $p = nkT$, откуда $T = \dfrac{p}{nk}$. Поскольку газ одноатомный и количество вещества постоянно, его объём связан с концентрацией соотношением $V = \dfrac{N}{n}$.
- 2
В процессе 1–2 график представляет собой прямую, проходящую через начало координат, поэтому отношение $\dfrac{p}{n}$ постоянно. Следовательно, абсолютная температура газа постоянна: $T = \mathrm{const}$. Концентрация $n$ уменьшается…
Ещё 2 қадам — толық шешімде
168ФИПИ 678A39№ 21Күрделі Чему была равна относительная влажность воздуха в комнате размерами $5\ \text{м} \times 7\ \text{м} \times 3\ \text{м}$, если после $2\ \text{ч}$ работы увлажнителя воздуха с производительностью по…
- 1
Объём комнаты равен:$$V = 5 \cdot 7 \cdot 3 = 105\ \text{м}^3$$
- 2
За $2\ \text{ч}$ увлажнитель увеличил массу водяного пара на:$$\Delta m = 0{,}2 \cdot 2 = 0{,}4\ \text{кг}$$
Ещё 5 қадам — толық шешімде
169ФИПИ 8AC878№ 21Күрделі Горизонтальный сосуд разделён подвижным поршнем, который может свободно перемещаться без трения. Правая часть сосуда заполнена воздухом и герметично закрыта пробкой, левая часть сосуда открыта…
- 1
До удаления пробки на поршень слева действует сила атмосферного давления, направленная вправо, а справа — сила давления заключённого воздуха, направленная влево. Кроме того, сжатая пружина действует на поршень вправо.
- 2
Так как поршень первоначально находится в равновесии, давление воздуха в правой части больше атмосферного: сила его давления уравновешивает атмосферную силу и силу сжатой пружины.$$p_{\text{прав}} S = p_{\text{атм}} S + F_{\text{упр}}$$
Ещё 2 қадам — толық шешімде
170ФИПИ A3959A№ 21Күрделі После влажной уборки парциальное давление водяного пара в комнате возросло, при этом температура воздуха не изменилась. Как изменились относительная влажность воздуха и плотность водяных паров в…
- 1
Относительная влажность определяется отношением парциального давления водяного пара к давлению насыщенного пара при той же температуре.$$\varphi = \dfrac{p}{p_{\text{нас}}} \cdot 100\%$$
- 2
Температура воздуха не изменилась, поэтому давление насыщенного водяного пара $p_{\text{нас}}$, зависящее только от температуры, осталось постоянным. Парциальное давление $p$ возросло, значит относительная влажность увеличилась.$$p_{\text{нас}} = \text{const},\quad p \uparrow \Rightarrow \varphi \uparrow$$
Ещё 2 қадам — толық шешімде
171ФИПИ B42929№ 21Күрделі Один моль одноатомного идеального газа участвует в процессе $1$–$2$–$3$–$4$, график которого изображён на рисунке в координатах $V$–$T$, где $V$ — объём газа, $T$ — абсолютная температура. Опираясь…
- 1
Для бір моля идеального газа справедливо уравнение Менделеева–Клапейрона:$$pV = RT$$
- 2
Средняя кинетическая энергия теплового движения молекул одноатомного идеального газа зависит только от абсолютной температуры:$$\overline{E_k} = \dfrac{3}{2}kT$$
Ещё 3 қадам — толық шешімде
На рис. 1 приведена зависимость концентрации $n$ идеального одноатомного газа от его давления $p$ в процессе $1$–$2$–$3$. Количество вещества газа постоянно. Постройте график этого процесса в…
- 1
Для идеального газа уравнение состояния можно записать в виде$$p=nkT$$
- 2
Так как количество вещества постоянно, концентрация обратно пропорциональна объёму:$$n=\frac{N}{V}$$
Ещё 3 қадам — толық шешімде
173ФИПИ D9720D№ 21Күрделі На графике представлена зависимость объёма $V$ постоянного количества одноатомного идеального газа от средней кинетической энергии $\overline{E}_{\text{к}}$ теплового движения молекул газа. Опишите…
- 1
Для одноатомного идеального газа средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул прямо пропорциональна абсолютной температуре.$$\overline{E}_{\text{к}} = \dfrac{3}{2}kT$$
- 2
Следовательно, по изменению координаты $\overline{E}_{\text{к}}$ на графике непосредственно устанавливается изменение абсолютной температуры: при увеличении $\overline{E}_{\text{к}}$ температура повышается, а при уменьшении — понижается.
Ещё 3 қадам — толық шешімде
174ФИПИ e886cF№ 21Күрделі На графике показана зависимость давления разреженного газа от его абсолютной температуры при переходе из состояния 1 в состояние 2. Как изменяются в этом процессе объём газа и его плотность, если…
- 1
Для разреженного газа можно использовать уравнение состояния идеального газа при постоянном количестве вещества:$$pV = \nu RT$$
- 2
Выразим объём:$$V = \frac{\nu RT}{p}$$
Ещё 2 қадам — толық шешімде
175ФИПИ 830FF9№ 22Күрделі В комнате при $20\ ^\circ\mathrm{C}$ относительная влажность воздуха составляет $40\%$. В состоянии покоя через лёгкие человека проходит $5\ \mathrm{л}$ воздуха за $1\ \mathrm{мин}$. Выдыхаемый…
- 1
Парциальное давление водяного пара во вдыхаемом воздухе составляет $40\%$ от давления насыщенного пара при $20\ ^\circ\mathrm{C}$:$$p_1 = 0{,}40 \cdot 2{,}34 = 0{,}936\ \mathrm{кПа}$$
- 2
При выдохе воздух насыщен водяным паром, поэтому его парциальное давление равно давлению насыщенного пара при $34\ ^\circ\mathrm{C}$:$$p_2 = 5{,}32\ \mathrm{кПа}$$
Ещё 3 қадам — толық шешімде
176ФИПИ A7474D№ 22Күрделі Метеорологический зонд общей массой $20\ \text{кг}$ удерживают на поверхности Земли силой, равной по модулю $1\ \text{кН}$ и направленной вниз. Затем зонд отпускают, он поднимается вверх и остаётся…
- 1
При удержании зонда у поверхности Земли сила Архимеда уравновешивает силу тяжести и направленную вниз силу удержания:$$F_{A0}=mg+F$$
- 2
После отпускания зонд находится в равновесии на высоте, поэтому сила Архимеда равна силе тяжести:$$F_{A1}=mg$$
Ещё 4 қадам — толық шешімде
177ФИПИ BEDE43№ 22Күрделі В комнате при $20\ ^\circ\mathrm{C}$ относительная влажность воздуха составляет $40\%$. При умеренной физической нагрузке через лёгкие человека проходит $15\ \text{л}$ воздуха за $1\ \text{мин}$…
- 1
Парциальное давление водяного пара во вдыхаемом воздухе определяется относительной влажностью комнаты:$$p_1=\varphi p_{\text{нас},20}=0{,}40\cdot2{,}34\ \text{кПа}=0{,}936\ \text{кПа}=936\ \text{Па}$$
- 2
В выдыхаемом воздухе влажность равна $100\%$, поэтому давление водяного пара равно давлению насыщенного пара при $34\ ^\circ\mathrm{C}$:$$p_2=p_{\text{нас},34}=5{,}32\ \text{кПа}=5320\ \text{Па}$$
Ещё 3 қадам — толық шешімде
178ФИПИ 3B1100№ 23Күрделі В сосуде ёмкостью $V = 2\ \text{л}$, воздух из которого был откачан до высокого вакуума, разбили заполненную водой ампулу ёмкостью $V_1 = 4\ \text{см}^3$. Какая часть воды, содержавшейся в ампуле…
- 1
После испарения части воды в сосуде устанавливается давление насыщенного пара. По графику при температуре $16\ ^\circ\text{C}$ получаем $p_{\text{н}} \approx 18\ \text{гПа} = 1{,}8\cdot10^3\ \text{Па}$.$$p_{\text{н}} \approx 1{,}8\cdot10^3\ \text{Па}$$
- 2
Количество вещества водяного пара найдём из уравнения Менделеева–Клапейрона.$$\nu = \frac{p_{\text{н}}V}{RT}$$
Ещё 2 қадам — толық шешімде
179ФИПИ 733486№ 23Күрделі Во время опыта объём сосуда с разреженным газом увеличился в 6 раз, и газ перешёл из состояния 1 в состояние 2 (см. рисунок). Кран у сосуда был закрыт неплотно, и сквозь него мог просачиваться газ…
- 1
Для идеального газа справедливо уравнение состояния $pV=NkT$, поэтому число молекул можно выразить как $N=\dfrac{pV}{kT}$.$$N=\dfrac{pV}{kT}$$
- 2
Составим отношение числа молекул в конечном и начальном состояниях. Постоянная Больцмана при этом сокращается:$$\dfrac{N_2}{N_1}=\dfrac{p_2V_2T_1}{p_1V_1T_2}$$
Ещё 1 қадам — толық шешімде
180ФИПИ F74783№ 23Күрделі Во время опыта объём сосуда с разреженным аргоном не менялся, и аргон перешёл из состояния 1 в состояние 2 (см. рисунок). Кран у сосуда был закрыт неплотно, и сквозь него мог просачиваться аргон…
- 1
Для разреженного аргона применимо уравнение идеального газа:$$pV = NkT$$
- 2
Так как объём сосуда и постоянная Больцмана не изменяются, для двух состояний:$$\frac{p_1V}{N_1T_1}=k=\frac{p_2V}{N_2T_2}$$
Ещё 2 қадам — толық шешімде