Фізика 10 клас (Остапенко Т.М.)

 Гельфгат, Ненашев. Задачі з фізики №№ 2.29-2.58

2.30. Об'єм газу зменшили в 1,5 раза, у результаті чого абсолютна температура збільшилася на 20%, а тиск -- на 320 кПа. Яким був початковий тиск газу?

2.31. Два балони, що мають об'єми 6 л і 14 л, містять гази при однаковій температурі при тисках відповідно 8 МПа і 5 МПа. Балони з'єднано трубкою з краном. Який тиск установиться в ба-лонах, якщо відкрити кран? Температура не змінюється, гази в хімічну реакцію не вступають.

2.32. Koмпресор нагнітає повітря в резервуар ємністю 50 л, захоплю-ючи за кожний цикл роботи об'єм повітря 2 л. Початковий тиск у резервуарі дорівнює атмосферному. Який тиск установиться в ре­зервуарі після 100 циклів роботи компресора? Вважайте, що тем­пература повітря при стисканні не змінюється.

2.33. БЯ Поршневим повітряним насосом об'ємом V=2 л відкачують повітря з балона об'ємом V0 =50 л. Який тиск у балоні після N = 100 коливань поршня насоса, якщо початковий тиск дорівнює атмосферному? Температуру можна вважати незмінною.

2.34. При температурі -23 °С тиск газу в балоні дорівнює 1,8 МПа Якщо тиск у балоні перевищує 2 МПа, автоматичний клапан відривається й випускає частину газу. Скільки відсотків газу вийде: балона, якщо температура в приміщенні підніметься до 27 °С?

2.35. З автомобільної шини через невеликий отвір витікає повітря. На скільки підвищилася температура шини під час руху автомобіля якщо після витікання 10% повітря тиск у шині не змінився Початкова температура дорівнює 10 °С.

2.36.Побудуйте графіки процесу, що відбувається з ідеальним газом (див. рисунок), у координатах V,T і р, V. Маса газу незмінна.

2.37. Побудуйте графіки процесу, що відбувається з ідеальним газом (див. рисунок), у координатах p,V і p,T. Маса газу незмінна.

2.38. Побудуйте графіки процесу, що відбувається з ідеальним газом (див. рисунок), у координатах р,Т і V, Т. Маса газу незмінна. Ділянка графіка 3-4 відповідає ізотермічному процесу.

2.39. Порівняйте об'єм даної маси ідеального газу в станах 1 і 2 (див. рисунок).
2.40.Як змінювався тиск ідеального газу в ході процесу, графік якого зображено на рисунку? Укажіть точки на графіку, що відповідають найбільшому та найменшому тиску.

2.41. В яких станах температура газу при циклічному процесі (див. рисунок) максимальна? Мінімальна? У скільки разів відрізняється максимальна температура від мінімальної?

2.42. На скільки зміниться маса повітря в кімнаті, якщо в результаті несправності опалювальної системи температура в кімнаті понизиться від 20 °С до 7 °С? Об'єм кімнати дорівнює 60 м3.

2.43. У скільки разів відрізняється густина вуглекислого газу (СО2) від густини азоту (N2), якщо гази знаходяться при однакових умовах?2.44. Знайдіть густину атмосфери Юпітера на тому рівні, де тиск дорівнює 100 кПа. Вважайте, що атмосфера цілком складається з водню (Н2), а ії температура 150 К.

2.45. У паровому котлі об'ємом 2 м3 знаходиться водяна пара при температурі 200 °С і тиску 1 МПа. Яка маса цієї пари?

2.46. Горизонтальний циліндр довжиною 1 м розділений двома порш­нями на три секції. З циліндра відкачують повітря і вводять у секції відповідно 8 г водню, 4 г гелії і 80 г метану. Якими будуть дов­жини секцій після встановлення рівноваги?

2.47. Щоб повітряна куля могла підняти Вінні-Пуха, об'єм кулі має бути не менше V=25 м3. Яка маса т Вінні-Пуха, якщо повітряну кулю наповнено повітрям при температурі t^ = ЗО °С, а температура зовнішнього повітря t0 =7 °С? Тиск повітря усередині кулі вважайте рівним атмосферному; масою оболонки повітряної кулі можна знехтувати.

2.48. У скільки разів зміниться піднімальна сила повітряної кулі, якщо гелій, що її наповняє, замінити воднем? Вагою оболонки кулі можна знехтувати.
2.49. При якому тиску пари в паро­вому котлі клапан А (див. ри­сунок) відкриється? Площа от­вору клапана S = 2 см2, маса підвішеної до важеля клапана гирі m = 2кг, зазначені на ри­сунку відрізки важеля а = 15 см і b = 3 см.

2.50. Горизонтальний циліндр довжиною 20 см розділений закріпленим тонким поршнем навпіл. Ліворуч від поршня тиск газу дорівнює 400 кПа, праворуч -- 100 кПа. Куди і на скільки посунеться поршень, якщо його відпустити?

ВИСОКИЙ РІВЕНЬ

2.51. Відкриту з двох кінців вертикальну скляну трубку довжиною L = 50 см наполовину занурюють у ртуть. Потім трубку закривають зверху і виймають. Яка довжина І стовпчика ртуті, що залишиться в трубці? Атмосферний тиск дорівнює 750 мм рт. ст.

2.52. У балон об'ємом 8 л налили 10 г води. Потім балон герметично закрили й нагріли від 20 °С до 180 °С. Уся вода випарувалася. Який тиск установився усередині балона?

2.53. Яку густину має при тиску 200 кПа і температурі 17 °С суміш, 10% маси якої складає кисень, а 90% -- гелій?
2.54. Як змінювалася температура ідеального газу в процесі, графік якого зображено на рисунку? Укажіть точку графіка, що відповідає максимальній температурі. У скільки разів максимальна температура перевищує мінімальну?

2.55.За допомогою показаної на рисунку установки можна ви­міряти атмосферний 

тиск. Для цього поршень розміщають посере­дині циліндра, отвір у дні циліндра закривають пальцем і вимірю­ють за допомогою динамометру силу F, яву потрібно прикласти до поршня для його повільного переміщення на чверть довжини циліндра. Вранці ця сила дорівнювала 20 Н, а ввечері 19,4 Н. Яким був атмосферний тиск вранці і ввечері? Площа поршня S = 6 см2.

2.56. Посередині відкритої горизонтальної трубки поміщають пор­шень, що може рухатися без тертя. Трубку закривають з обох кін­ців і розташовують вертикально. Після встановлення рівноваги поршень поділяє трубку в відношенні 2:1. Потім, дослід повторюють, збільшивши масу поршня вдвічі. В якому відношенні пор­шень тепер поділяє трубку?

2.57. Посередині відкритої з обох кінців горизонтальної скляної трубки довжиною 87 см знаходиться стовпчик ртуті довжиною 15 см. Закривши один з отворів трубки, її розташовують вертикально, закритим кінцем униз. Знайдіть атмосферний тиск, якщо стовпчик ртуті перемістився відносно трубки на 6 см.

2.58. На скільки перемістився б стовпчик ртуті відносно трубки (див. попередню задачу), якби трубку розташували вертикально: а) за­критим кінцем вгору; б) попередньо закривши обидва отвори трубки?