газовые законы

Задача 12: нагрев поверхности самолета из-за трения о воздух

Оцените, до какой максимальной температуры может нагреться из-за трения о воздух поверхность самолета, который летит со скоростью, близкой к скорости звука. Для оценки считать, что воздух состоит из двух атомных молекул азота, энергия которых равна 5 kT/2, где k = 1,38×10−23 Дж/(моль×К) — постоянная Больцмана и T — абсолютная температура, выраженная по шкале Кельвина. Температуру окружающего воздуха считать равной −10 °С.

Примечание: связь между температурой по шкале Цельсия с температурой по шкале Кельвина выражается уравнением t = (T – 273) °C.

Задача 9: по формуле оцените порядок величины

Пусть в результате общего решения задачи получена следующая расчетная формула:
Δm = VM(p1T2 − p2T1),
RT1T2

где V = 9 л — объем газа, M = 2×10−3 кг/моль — его молярная масса, p1 = 52×105 Па — первоначальное давление газа, T1 = 296 K — его начальная температура, p2 = 5×104 Па — конечное давление газа, T2 = 283 K — его конечная температура, R = 8,31 Дж/(моль • К) — универсальная газовая постоянная, Δm — изменение массы газа. Оцените порядок величины Δm.

Задача 4: разность веса тонны золота зимой и летом

Тонну золота взвесили с хорошей точностью сначала зимой на морозе, а позже при июльской жаре. Оцените, насколько разошлись показания весов. Эффект теплового расширения золота мал. Золото примерно в двадцать раз тяжелее воды.

Задача 2: детский резиновый мячик тонет в водоеме

На какую глубину в водоеме надо погрузить детский резиновый мячик, чтобы он начал тонуть?

Задача 1: воздушный шарик и водяной пар

Оцените, сколько воды должно испариться при кипении, чтобы заполненный образовавшимся при этом паром воздушный детский шарик начал подниматься в воздухе. Считать, что пар не успевает остыть.

Определить температуру, когда уберут перегородку (18 января 2008)

Теплоизолированный цилиндрический сосуд разделен на две части неподвижной непроницаемой перегородкой. По одну сторону перегородки находятся 2 моля одноатомного газа при температуре T1 = 300 K, по другую — 3 моля одноатомного газа при температуре T2 = 400 K. Какая температура установится в сосуде, если перегородку убрать? Газы считать идеальными.

Задача из МФТИ.

Определить деформацию пружины в цилиндре с газами (18 января 2008)

Горизонтальный вакуумированный цилиндрический сосуд разделен тонким поршнем площадью S на две равные части объемом V каждая. Поршень соединён с правым торцом цилиндра недеформированной пружиной жесткостью k. В левую половину цилиндра впускают смесь ν1 моль водорода (H2) и ν2 моль азота (N2). Сосуд нагревают до температуры T, при которой поршень становится проницаем для молекул водорода. Определите деформацию пружины в стационарном состоянии при температуре T.

Определить скорость газа (3 января 2007)

Газ при давлении P и температуре T протекает со скоростью v через гладкую трубку сечения S. Когда газ проходит через проволочную сетку, перекрывающую трубку и оказывающую пренебрежимо малое сопротивление потоку, он нагревается. Приобретаемая газом мощность равна q. Определите скорость газа за проволочной сеткой. Молярная масса газа m, показатель адиабаты γ. Какие идеи можно использовать в решении этой задачи?

Задача из сборника О. Я. Савченко 5.7.9 изд. 2001 г.

Задача A10: централизованное тестирование 2007 г. в Беларуси, 1-й вариант

А10. В двух сосудах, соединенных тонкой трубкой с закрытым краном, при одинаковых температурах находится гелий. Вместимость сосуда V1 = 2,0 л, давление в нем p1 = 4,0×105 Па. Давление во втором сосуде p2 = 2,0×105 Па. После открытия крана в сосудах установилось давление p = 0,28 МПа. Если температура гелия не изменяется, то вместимость V2 второго сосуда равна:
  1. 1,0 л;
  2. 1,5 л;
  3. 2,0 л;
  4. 2,5 л;
  5. 3,0 л.

Газ нагревается при постоянном давлении (9 декабря 2007)

Один моль идеального одноатомного газа, имевший температуру T = 273 K, нагревается при постоянном давлении. Какое количество теплоты необходимо сообщить газу, чтобы его объём удвоился?

(Задача на первый заочный тур олимпиады по физике).

Найти перепад давления в фабричной трубе 50 м (3 декабря 2007)

Фабричная труба высоты 50 м выносит дым при температуре 60° С. Определите перепад давления в трубе, обеспечивающий тягу. Температура воздуха −10° С, плотность воздуха 1,29 кг/м3. (Найти давления на концах трубы , вычислить их разность).

Задача из Савченко (5.12).

Какую массу газа выпустили из баллона? (6 ноября 2007)

В сосуде объемом 30 л содержится идеальный газ при температуре 273 К. После того, как часть газа без изменения температуры была выпущена наружу, давление в сосуде понизилось на 0,78 атм. Найдите массу выпущенного газа. Плотность данного газа при нормальных условиях 1,3 г/дм3, давление при нормальных условиях 1 атм.

Задача 3: как изменится масса воздуха в комнате при нагревании?

Определите, как изменится масса воздуха в комнате площадью 20 м2 и высотой 3 м при повышении температуры от 0 °С до 27 °С при нормальном атмосферном давлении.

Задача 2: какое количество газа выпустили из баллона?

Какое количество кислорода выпустили из баллона емкостью 10 л, если давление уменьшилось от 14 атм до 7 атм, а температура понизилась от 27 °С до 7 °С?

Задача 1: определить число молей, массу, концентрацию азота в сосуде

В сосуде емкостью 10 л при нормальных условиях находится азот. Определить: число молей азота, массу азота и концентрацию молекул в сосуде.

Страницы

Подписка на RSS - газовые законы