1. Сколько молекул воздуха находится в классе размерами 12м ´ 5м ´ 4м при температуре 150С и давлении 750 мм рт. ст.? Если бы каждую секунду из этого числа молекул вылетал 1 миллиард, то сколько времени потребовалось бы для удаления всех их?
2. В сосуде находится озон при температуре 5270С. По прошествии некоторого времени он полностью превращается в кислород, а его температура падает до 1270С. На сколько процентов изменяется при этом давление?
3. При «нормальных условиях» воздух имеет плотность 1,273 кг/м3. Считая, что он состоит только из кислорода и азота, найти его количественный состав.
4. Три баллона емкостями V = 3 л, V = 7 л, V = 5 л наполнены соответственно кислородом (Р1 = 2 атм.), азотом (Р2 = 3 атм.) и углекислым газом (Р3 = 0,6 атм.) при одной и той же температуре. Баллоны соединяют между собой. Каково давление смеси?
5. Баллон содержит сжатый газ при 270С и давлении 40 атм. Каково будет давление, если из баллона выпустить половину газа, а температуру понизить до 120С?
6. Тонкий резиновый шар радиусом 2 см наполнен воздухом при температуре 200С и нормальном давлении. Каков будет радиус шара, если его опустить в воду с температурой 40С на глубину 20 м?
7. Цилиндрический сосуд заполнен газом при температуре 270С и давлении 100 кПа и разделен пополам подвижной перегородкой. Каким будет давление, если газ в одной половине нагреть до 570С, а во второй половине температуру газа оставить без изменения?
8. Газ, занимающий при температуре 400 К и давлении 105 Па объем 2 л, изотермически сжимают, а затем изобарно охлаждают до температуры 200 К, после чего изотермически изменяют объем до 1 л. Найти конечное давление.
9. Стеклянная трубка длиной 80 см запаяна с одного конца и опущена в воду открытым концом так, что верхний конец находится на глубине 1,2 м от поверхности воды. Во сколько раз изменилась плотность воздуха в трубке, если температура воздуха 300 К, а температура воды 290 К?
|
|
10. В узкой стеклянной трубке, расположенной горизонтально, находится столбик воздуха длиной 30,7 см, запертый столбиком ртути длиной 21,6 см. Как изменится длина воздушного столбика, если:
а) трубку поставить отвесно отверстием вверх?
б) трубку поставить отвесно отверстием вниз?
в) трубку расположить под углом 300 к горизонту отверстием вниз?
Атмосферное давление 747 мм рт. ст.
11. Запаянное колено U-образной трубки вдвое короче открытого колена. В трубке находится ртуть, поверхность которой в обоих коленах находится на высоте 15 см. В запаянном колене находится столб воздуха высотой 35 см. Какова будет его высота, если открытое колено доверху налить ртутью? Атмосферное давление равно 750 мм рт. ст.
12. В чашечный ртутный барометр попал пузырек воздуха, вследствие чего барометр показывает давление меньше истинного. При сверке его с точным барометром оказалось, что при давлении 768 мм рт. ст. барометр показывает 748 мм рт. ст., причем расстояние от уровня ртути до верхнего основания трубки равно 80 мм. Каково истинное давление, если барометр показывает 734 мм рт. ст.?
13. 
В цилиндре под поршнем площадью 100 см2 находится 28 г азота при температуре 1000С. К поршню через систему блоков подвешен груз массой 50 кг. Цилиндр охлаждается до 00С. На какую высоту поднимется груз? Атмосферное давление нормальное. Весом поршня пренебречь.
|
|
14. В цилиндре, площадь основания которого 100 см2, находится воздух при температуре 120С. Атмосферное давление 760 мм рт. ст. На высоте 60 см от основания цилиндра расположен поршень. На сколько опустится поршень, если на него поставить гирю массой 100 кг, а воздух в цилиндре при этом нагреть до 270С? Трением поршня о стенки цилиндра и весом поршня пренебречь.
15. Построить графики изопроцессов в координатных осях P(V) и P(T).
16. Построить графики изопроцессов в координатных осях P(T) и V(T).
17. 
Построить графики изопроцессов в координатных осях P(T) и V(T).
18. 
На Р(Т)-диаграмме изображен замкнутый процесс, который совершает некоторая масса кислорода. Известно, что максимальный объем, который занимал газ в этом процессе, равен 16,4 дм3. Определить массу газа и его объем в точке «1». Значения Р1, Р2, Т1 и Т2 указаны на рисунке.
19. В двух горизонтальных цилиндрах с закрепленными поршнями площадью S1 = 200 см2 и S2= 100 см2 находится воздух при давлении Р0 = 105 Па и температуре Т1 = 273 К. Объемы воздуха в цилиндрах V1 = 5×10-3 м3 и V2 = 3×10-3 м3. Наружное давление равно нулю. Между поршнями вставлен стержень, поршни освобождены, а затем воздух в первом цилиндре нагрет до температуры Т2 = 373 К. Определить силу, сжимающую стержень.
Ответы
1. N = 6×1027, t = 6×1018 с » 200 млрд. лет.
2. Давление уменьшается на 25%
3. Кислорода - 27,5%; азота - 72,5%
4. 2 атм.
5. 19 атм.
6. 1,37 см.
7. 1,05×105 Па.
8. 105 Па.
9. r2 = 1,2 r1
10. а) 6,9 см, б) 12,5 см, в) 5,2 см.
11. 18,5 см.
12. 751 мм рт. ст.
|
|
13. 1,64 м.
14. 0,284 м.
15.
 |  | ||
16.
 |  |
 |
17. 
18. V1 = 12,3 л, m = 15,8 г.
19. 1,8×103 Н.
Список использованной литературы
1. Баканина Л.П. Сборник задач по физике. – М.: Наука, 1990.
2. Вачугова Л.И. и др. Задачи по физике для поступающих в вузы. Казань, 1971.
3. Гельфгат И.М. и др. 1001 задача по физике. – Харьков – Москва, 1996.
4. Гольдфарб Н.И. Сборник вопросов и задач по физике. – М.: Высш. шк., 1995.
5. Кашина С.И., Сезонов Ю.И. Сборник задач по физике. – М.: Высш. шк., 1996.
6. Тарасов Л.В., Тарасова А.Н. Вопросы и задачи по физике. – М.: Высш. шк., 1990.
7. 40 вузов Москвы. Сборник вариантов вступительных экзаменов в 1978-1989 гг. / Под ред. Л.В. Малюковой – М.: Центр «Нуклеон», 1991.
Содержание
Идеальный газ. Уравнение состояния ………………..………… 3
Изопроцессы. Газовые законы ………………………..………… 6
Применение газовых законов к решению ряда задач ………… 14
Задачи для самостоятельного решения …………………….. 26
Ответы …………………………………………………………… 30
Список использованной литературы ……………………………32