Термодинамика негіздері — 171 тапсырма

Один моль разреженного гелия участвует в циклическом процессе $1\text{–}2\text{–}3\text{–}1$, график которого изображён на рисунке в координатах $V\text{–}T$, где $V$ — объём газа, $T$ — абсолютная температура газа. Опираясь на законы молекулярной физики и термодинамики, сравните работу газа в процессе $2\text{–}3$ и…

В стакан калориметра, содержащего 450 г воды, опустили кусок льда при температуре $0\,^{\circ}\mathrm{C}$. Начальная температура калориметра с водой $45\,^{\circ}\mathrm{C}$. Когда наступило тепловое равновесие, температура калориметра с водой стала равной $5\,^{\circ}\mathrm{C}$. Определите массу куска льда…

В теплоизолированный сосуд, в котором находится $1\ \text{кг}$ льда при температуре $-20\ ^\circ\text{C}$, налили $0{,}5\ \text{кг}$ воды при температуре $5\ ^\circ\text{C}$. Определите массу воды в сосуде после установления теплового равновесия. Теплоёмкостью сосуда и потерями тепла пренебречь.

В калориметре находился лёд при температуре $-10\ ^\circ\mathrm{C}$. Какой была масса льда, если после добавления в калориметр $30$ г воды, имевшей температуру $20\ ^\circ\mathrm{C}$, и установления теплового равновесия температура содержимого калориметра оказалась равной $-4\ ^\circ\mathrm{C}$? Теплообменом с…

В калориметре находятся в тепловом равновесии вода и лёд. После опускания в калориметр болта, имеющего массу 165 г и температуру $-40\,^{\circ}\mathrm{C}$, 20% воды превратилось в лёд. Удельная теплоёмкость материала болта равна $500\ \mathrm{Дж/(кг\cdot К)}$. Какая масса воды первоначально находилась в калориметре?…

В стакан налили 30 г заварки температурой 20 °C и добавили 170 г горячей воды температурой 80 °C. Чему равна температура получившегося чая? Теплоёмкостью стакана и потерями тепла в окружающую среду пренебречь. Удельную теплоёмкость заварки считать равной удельной теплоёмкости воды.

Три одинаковых сосуда, содержащих разреженный газ, соединены друг с другом трубками малого диаметра: первый сосуд — со вторым, второй — с третьим. Первоначально давление газа в сосудах было равно соответственно $p$, $3p$ и $p$. В ходе опыта сначала открыли и закрыли кран, соединяющий второй и третий сосуды, а затем…

Два одинаковых теплоизолированных сосуда соединены короткой трубкой с краном. В первом сосуде находится $\nu_1 = 2\ \text{моль}$ гелия при температуре $T_1 = 400\ \text{К}$; во втором — $\nu_2 = 3\ \text{моль}$ аргона при температуре $T_2 = 300\ \text{К}$. Кран открывают. В установившемся равновесном состоянии…

В теплоизолированный сосуд, в котором находится $1\ \text{кг}$ льда при температуре $-20\ ^\circ\text{C}$, налили $0{,}2\ \text{кг}$ воды при температуре $10\ ^\circ\text{C}$. Определите массу льда в сосуде после установления теплового равновесия. Теплоёмкостью сосуда и потерями тепла пренебречь.

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

В бутылке объёмом $1\ \text{л}$ находится гелий при нормальном атмосферном давлении. Горлышко бутылки площадью $2\ \text{см}^2$ заткнуто короткой пробкой, имеющей массу $20\ \text{г}$. Когда бутылку поставили на стол вертикально горлышком вверх, оказалось, что если сообщить гелию в бутылке количество теплоты не менее…

Две порции одного и того же идеального газа нагреваются в сосудах одинакового объёма. Графики процессов представлены на рисунке. Почему изохора I лежит выше изохоры II? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения.

Идеальный одноатомный газ в количестве 1 моль сначала изотермически расширился ($T_1 = 300\ \text{К}$). Затем газ изохорно нагрели, повысив его давление в 3 раза (см. рисунок). Какое количество теплоты получил газ на участке 2–3?

В цилиндр объёмом $0{,}5\ \text{м}^3$ закачивается воздух со скоростью $0{,}002\ \text{кг/с}$. В верхнем торце цилиндра есть отверстие, закрытое предохранительным клапаном. Клапан удерживается в закрытом состоянии стержнем длиной $0{,}5\ \text{м}$, который может свободно поворачиваться вокруг оси в точке А (см…

Над одноатомным идеальным газом проводится циклический процесс, показанный на рисунке. На участке 1–2 газ совершает работу $A_{12}=1000\ \text{Дж}$. На адиабате 3–1 внешние силы сжимают газ, совершая работу $|A_{31}|=370\ \text{Дж}$. Количество вещества газа в ходе процесса не меняется. Найдите количество теплоты…

В сосуде лежит кусок льда. Температура льда $t_1 = 0\ ^\circ\mathrm{C}$. Если сообщить ему количество теплоты $Q = 50\ \text{кДж}$, то $\dfrac{3}{4}$ льда растает. Какое количество теплоты $q$ надо после этого сообщить содержимому сосуда дополнительно, чтобы весь лёд растаял и образовавшаяся вода нагрелась до…

В вакууме закреплён горизонтальный цилиндр. В цилиндре находится гелий, запертый поршнем. Поршень массой 90 г удерживается упорами и может скользить влево вдоль стенок цилиндра без трения. В поршень попадает пуля массой 10 г, летящая горизонтально со скоростью 400 м/с, и застревает в нём. Температура гелия в момент…

В горизонтальном цилиндрическом сосуде, закрытом подвижным поршнем, находится одноатомный идеальный газ. Давление окружающего воздуха $p = 10^5\ \text{Па}$. Трение между поршнем и стенками сосуда пренебрежимо мало. В процессе медленного охлаждения от газа отведено количество теплоты $|Q| = 75\ \text{Дж}$. При этом…

Воздушный шар объёмом $V = 2500\ \mathrm{м^3}$ с массой оболочки $m_о = 400\ \mathrm{кг}$ имеет внизу отверстие, через которое воздух в шаре нагревается горелкой до температуры $t_в = 77\, ^\circ\mathrm{C}$. Какой должна быть максимальная температура окружающего воздуха плотностью $\rho_н = 1{,}2\ \mathrm{кг/м^3}$…

В вертикальном цилиндре с гладкими стенками, открытом сверху, под поршнем массой $M$ и конечной площадью основания находится одноатомный идеальный газ. В первоначальном состоянии поршень покоится на высоте $h$, опираясь на выступы на внутренней стороне стенок цилиндра. Давление газа $p_0$ равно внешнему атмосферному…