Задание №4

Заочная физическая школа при физическом факультете КемГУ

Задание №4.

Дорогие ребята!

В четвертом задании вам предложены задачи по теме "Молекулярно-кинетическая теория" и "Термодинамика". Оформите решение каждой задачи как принято: с указанием, что дано и найти, сделайте рисунок, запишите основные физические законы, нужные для решения задачи, выведите из них ответ. Задачи, как обычно, в основном взяты из Открытого банка заданий ЕГЭ, некоторые скомбинированы, чтобы они перестали быть элементарными.

Решения нужно прислать  не позднее 25 марта.

Задача №1

На рисунке представлен график зависимости абсолютной температуры T воды массой m от времени t при осуществлении теплоотвода с постоянной мощностью P. В момент времени t = 0 вода находилась в газообразном состоянии. Определите удельные теплоемкости пара, воды и льда; удельную теплоту плавления и парообразования. 

 Задача №2

Для определения удельной теплоты плавления в сосуд с водой массой 300 г и температурой 20°С стали бросать кусочки тающего льда при непрерывном помешивании. К моменту времени, когда лед перестал таять, масса воды увеличилась на 84 г. Определите по данным опыта удельную теплоту плавления льда. Ответ выразите в кДж/кг.

 Задача №3

При одинаковой температуре 100°С  давление насыщенных паров воды равно 10⁵ Па, аммиака – 59×10⁵ Па и ртути – 37 Па. Сравните температуры кипения этих веществ в открытом сосуде. Ответ обоснуйте.

 Задача №4

На VТ-диаграмме показан процесс изменения состояния идеального одноатомного газа. Газ отдает 50 кДж теплоты. Найти работу внешних сил, ответ обосновать.

 Задача №5

Идеальный газ сначала нагревался при постоянном давлении, потом его давление увеличивалось при постоянном объеме, затем при постоянной температуре давление газа уменьшилось до первоначального значения. Нарисуйте график этого процесса в координатах p-V, p-T, V-T.

 Задача №6

 Массу идеального газа, находящегося в сосуде постоянного объёма, изменяют. На диаграмме (см. рис.) показан процесс изменения состояния газа. В какой из точек диаграммы масса газа наибольшая?

 Задача №7

Один моль идеального одноатомного газа сначала нагрели, а затем охладили до первоначальной температуры 300 К, уменьшив давление в 3 раза (см. рисунок). Какое количество теплоты сообщено газу на участке 1‑2?

 

 

 

 Задача №8

В цилиндре под поршнем находится постоянная масса разреженного газа. Давление газа постоянно и равно 1,5·10⁵ Па. На рисунке показаны результаты измерения объема газа с повышением температуры. Погрешность измерения температуры ΔT = ± 10 К, объема ΔV = ± 0,5 л. Чему примерно равно число молей газа под поршнем?

 

 

 Задача №9

Оболочку воздушного шара делают из материала, квадратный метр которого имеет массу 0,5 кг. Воздушный шар радиусом 8,5 м имеет внизу отверстие, через которое воздух в шаре нагревается горелкой. До какой минимальной температуры нужно нагреть воздух в шаре, чтобы шар взлетел вместе с грузом (корзиной и воздухоплавателем) массой 200 кг?  Температура окружающего воздуха  7°С, его плотность 1,2 кг/м³. Оболочку шара считать нерастяжимой. (Площадь сферы S = 4πr², объем шара V = 4/3πr³.)  

  Задача №10

Вертикально расположенный замкнутый цилиндрический сосуд высотой 50 см разделен подвижным поршнем весом 110 Н на две части, в каждой из которых содержится одинаковое количество идеального газа при температуре 361 К. Сколько молей газа находится в каждой части цилиндра, если поршень находится на высоте 20 см от дна сосуда? Толщиной поршня пренебречь.