Тепловой цикл, проводимый с одноатомным разреженным газом, состоит из двух изохор и двух изобар. Найдите максимальный КПД такого цикла
Подробнее
Разреженный газ нагревают в сосуде постоянного объема, при этом его удельная теплоемкость оказывается равной $740 Дж/(кг \cdot К)$. Что это за газ?
Подробнее
Вертикальная труба частично заполнена водой с температурой $t_{0} = 0^{ \circ} С$ до высоты $H = 20 м$. На сколько изменится высота содержимого трубы при понижении температуры до $t_{1} = - 0,01^{ \circ} С$? Удельная теплота плавления льда $\lambda = 355 Дж/г$, плотность льда $\rho_{л} = 0,92 г/см^{3}$. Известно, что при изменении внешнего давления на $\Delta p$ температура плавления льда меняется на $\Delta T$, причем $\frac{ \Delta T}{T} = \left ( \frac{1}{ \rho_{в} } - \frac{1}{ \rho_{л} } \right ) \frac{ \Delta p}{ \lambda }$, где $T$ - температура смеси "лед - вода", а $\rho_{в}$ - плотность воды.
Подробнее
В сосуд объемом $V = 1 л$, откачанный до очень низкого давления, попадает $m = 1 г$ воды. Для ее удаления используют адсорбирующее вещество, поглощающее свободные молекулы воды. Общая поверхность адсорбента $S = 100 м^{2}$, а полная поверхность, с которой испаряется вода, $s = 0,001 м^{2}$. Температура сосуде $t = +5^{ \circ} С$, давление насыщенных паров воды при этой температуре $p = 870 Па$. Через какое время весь пар будет поглощен адсорбентом? Считайте, что попадающая на поверхность адсорбента молекула воды обязательно им поглощается и больше свободной не становится. За какое время вся вода испарилась бы, если бы адсорбента не было?
Подробнее
При заполнении сосуда Дьюара жидким азотом была немного повреждена наружная стенка; и в пространство между стенками начал проникать наружный воздух. В результате весь азот испарился за 5 часов, а концентрация молекул в пространстве между стенками за это время увеличилась в 6 раз (она осталась при этом очень низкой - молекулы воздуха пролетали от стенки к стенке практически без соударений). За какое время испарился бы азот, если бы мы обращались с сосудом с крайней осторожностью (не повредили бы стенку)? Сосуд Дьюара - это большой термос с маленьким открытым горлышком. Потери тепла через горлышко можно считать малыми.
Подробнее
В закрытом сосуде объемом 0,1 л находится 10 г воды и ее насыщенного пара при температуре $+80^{ \circ} С$. Найдите теплоемкость сосуда. Массой самого сосуда можно пренебречь. Зависимость давления насыщенных паров воды от температуры можно найти в справочнике. Воздух из сосуда был откачан.
Подробнее
В сосуде объемом $V = 1 см^{3}$ содержится водяной пар при температуре $t = + 100^{ \circ} С$. Рассмотрим две молекулы пара, находящиеся в разных частях сосуда. Оцените время, в течение которого они столкнутся между собой 100 раз. Воздуха и воды в сосуде нет.
Подробнее
В высоком цилиндрическом сосуде с площадью основания $S =20 см^{2}$ под легким поршнем находится $m = 9 г$ воды (рис.). Воду начинают нагревать с помощью нагревателя, мощность которого $P = 100 Вт$. Нарисуйте график зависимости вертикальной координаты поршня от времени и найдите максимальную скорость поршня. Воздуха под поршнем нет, стенки и поршень тепла не проводят. Атмосферное давление $p_{0} = 1 атм$, удельная теплоемкость воды $c = 4200 Дж/(кг \cdot К)$, удельная теплота парообразования $r = 2,26 \cdot 10^{6} Дж/кг$.
Подробнее
Одна из стенок сосуда, содержащего разреженный гелий, устроена не так, как остальные - при ударе о нее молекулы отскакивают с той же энергией, но перпендикулярно стенке. Во сколько раз отличаются концентрации молекул непосредственно около этой стенки и около других?
Подробнее
В вертикальном цилиндрическом сосуде объемом $V$ под легким подвижным поршнем содержится некоторое количество гелия при температуре $T_{0}$ (см. рисунок). Наружное атмосферное давление равно $p_{0}$, поршень находится в равновесии и делит сосуд пополам. Газ медленно нагревают, увеличивая его температуру до $3T_{0}$. Сверху сделан упор, который не дает поршню выскочить из сосуда. Какое количество теплоты получил газ при нагревании?
Подробнее
С двумя молями кислорода совершают циклический процесс. Сначала газ нагревают на 0,1 К, сообщив ему при этом количество теплоты $Q = 1000 Дж$, потом дают возможность охладиться на 100 К без теплообмена с окружающей средой, затем газ сжимают, совершив над ним работу $A = 700 Дж$, газ при этом нагревается на 0,1 К, и, наконец, сжимают до начального объема $V = 100 л$ без теплообмена с окружающей средой. Все процессы проводят медленно. Найдите начальную температуру и начальное давление газа.
Подробнее
В лаборатории работает криостат - установка для поддержания в рабочей камере очень низкой температуры. В описываемом случае эта температура составляет всего $3 \cdot 10^{-6} К$, и установка при работе потребляет от электросети мощность 10 кВт. Мощность установки можно еще увеличить на 10&37;. Теоретики, толпой обступившие установку, начинают громко спорить о том, является ли эта установка идеальной тепловой машиной (работающей по обращенному циклу) или не является. При этом уровень шума (мощность звуковых волн, падающих на единицу площади поверхности) достигает величины 1/10000 $Вт/м^{2}$. Хватит ли запаса мощности установки, чтобы поддерживать и в этих условиях нужную температуру в рабочей камере? Полная площадь наружных стенок криостата составляет $0,5 м^{2}$. Считайте, что практически вся энергия звуковых волн поглощается при падении на наружную поверхность криостата и рассеивается внутри холодной камеры.
Подробнее
Полупроводниковый терморезистор нагревают протекающим через него постоянным по величине током. Сопротивление терморезистора можно считать обратно пропорциональным его абсолютной температуре : $R = \frac{A}{T}$. От начальной температуры 300 К до 310 К терморезистор нагрелся за 10 секунд. Через какое время он нагреется до 350 К? Теплообменом с окружающей средой пренебречь.
Подробнее
Спутник движется вокруг Земли на высоте нескольких десятков километров. Когда начали наблюдение за ним, высота спутника за один оборот уменьшалась на 1 метр. Оцените число оборотов спутника до падения его на Землю. Землю считайте совершенно круглой, а температуру и газовый состав атмосферы - неизменными на всех высотах.
Подробнее
Капля воды радиусом 2 мм находится в невесомости. Оцените частоту собственных колебаний капли. Плотность воды $1 г/см^{3}$, коэффициент поверхностного натяжения 0,07 Н/м.
Подробнее