Молекулярная физика - Урок 3 - Часть С (Высокий уровень) - Сборник задач

392. Шар наполнен гелием при атмосферном давлении 10⁵ Па. Определите массу одного квадратного метра его оболочки, если шар поднимает сам себя при радиусе 2,7 м. Температура гелия и окружающего воздуха одинакова и равна 0° С.

393. В горизонтально расположенном сосуде, разделенном подвижной перегородкой на две части, содержится некоторое количество идеального газа. Каждая из частей сосуда поддерживается при постоянной температуре, причем абсолютная температура правой части в 3 раза больше. При этом первоначальный объем правой части в два раза больше левой части. Во сколько раз увеличится объем правой части, если газ из правой части сосуда переместить в левую часть, а из левой — в правую часть?

394. Теплоизолированный сосуд объемом 2 м³ разделен перегородкой на две равные части. В одной части сосуда находится гелий массой 1 кг, а в другой — аргон массой 1 кг. Средняя квадратичная скорость атомов аргона равна средней квадратичной скорости атомов гелия и составляет 500 м/с. Определите парциальное давление гелия после удаления перегородки.

395. В медный калориметр теплоёмкостью 78 Дж/К, содержащий 200 г воды, опустили кусок льда, имевший температуру 0° С. Начальная температура калориметра с водой 35° С. В момент теплового равновесия температура воды и калориметра 5° С. Рассчитайте массу льда. Потерями энергии калориметром можно пренебречь.

396. Нагреватель электрического чайника состоит из двух нагревательных элементов. При включении одного из них вода закипит через 10 минут, другого — через 15 мин. Через сколько времени закипит вода при включении элементов параллельно друг другу? Считать, что потерь энергии в окружающее пространство нет. Масса воды и её температура в начале нагрева во всех случаях одинаковы.

397. С какой скоростью влетает метеорит в атмосферу Земли, если при этом он нагревается, плавится и превращается в пар? Метеоритное вещество состоит из железа. Начальная температура метеора Т₁ = 273 К. Температура плавления железа t_пл = 1535° С, температура кипения t_К = 3050° С, парообразование происходит при температуре кипения.

398. В сосуде находится одноатомный идеальный газ, молярная масса которого 0,004 кг/моль. Вначале давление в сосуде было равно 4 ∙ 10⁵ Па при температуре 400 К. После охлаждения газа давление понизилось до 2 ∙ 10⁵ Па. Какова масса газа, если отданное им количество теплоты 7,5 Дж?

399. Гелий в количестве 1 моль совершает цикл, изображенный на pV-диаграмме (см. рис. 251). Участок 1—2 — адиабата, 2—3 — изотерма, 3—1 — изобара. Работа, совершенная газом за цикл, равна А. На участке 2—3 газ отдает количество теплоты Q. Какова разность температур гелия в состояниях 1 и 2?

Рис. 251.