Тонкая пробирка частично заполнена водой и расположена вертикально в камере большого объема, в которой воздух поддерживается при нулевой относительной влажности и постоянном давлении, равном наружному атмосферному давлению. Вследствие диффузии в пробирке устанавливается линейное изменение концентрации пара с высотой: вблизи поверхности воды пар оказывается насыщенным, а у верхнего открытого конца пробирки его концентрация в 2 раза меньше. Пробирку сверху закрывают крышкой. После установления равновесия оказалось, что плотность влажного воздуха внутри пробирки отличается от плотности сухого воздуха в камере вдали от пробирки на величину $\Delta \rho = 5,4 г/м^{3}$. Найти давление насыщенного пара при температуре опыта, равной $27^{ \circ} С$. Молярная масса сухого воздуха $\mu_{в} = 29 г/моль$, пара $\mu_{п} = 18 г/моль$. Изменением уровня жидкости в пробирке во время опыта пренебречь.

Подробнее

Газ фотонов из начального состояния 1 расширяется в изотермическом процессе 1-2, а затем нагревается в изохорическом процессе 2-3 (см. рис.). Во всем процессе перехода 1-2-3 газ совершил работу $A$, а его температура и объем увеличились в два раза. Какое количество теплоты было подведено к газу в процессе перехода 1-2-3?
Указание. В пустом сосуде переменного объема $V$, температура стенок которого $T$, возникает равновесный газ фотонов, которые излучаются и поглощаются стенками сосуда. Внутренняя энергия этого газа $U = \alpha T^{4} V$, где $\alpha = const$. Давление газа фотонов определяется только его температурой $P = \alpha T^{4}/3$.


Подробнее

Влажный воздух находится в цилиндре под поршнем при температуре $100^{ \circ} С$ и давлении $P_{1} = 1,2$ атмосферы. Если увеличить давление на поршень в $\beta = 2$ раза в изотермическом процессе, то объем, занимаемый воздухом, уменьшится в $\gamma = 2,5$ раза, а на стенках выпадет роса. Найти начальную относительную влажность воздуха $\phi$ в цилиндре. Объемом образовавшейся жидкости пренебречь.

Подробнее

В вертикально расположенной, открытой с одного конца в атмосферу трубке, легкий теплонепроницаемый поршень отделяет водород $H_{2}$ от жидкости, налитой поверх поршня (рис.). Водород медленно нагревают, и поршень медленно перемещается. К моменту, когда поршень переместился настолько, что вся жидкость из трубки вылилась, водород получил количество теплоты $Q = 100 Дж$. Найти объем, занятый водородом в трубке в начальном состоянии, если известно, что он вдвое больше объема, занятого жидкостью, который, в свою очередь, равен объему, занятому в трубке атмосферным воздухом. Атмосферное давление $P_{0} = 10^{5} Па$, добавочное давление, создаваемое столбом жидкости, первоначально налитой в трубку, равно $P_{0}/9$. Трением поршня о трубку пренебречь.


Подробнее

Внутренняя энергия $U$ некоторой массы неидеального газа зависит от температуры $T$ и объема $V$ по формуле $U = cT - a/V$, где $c, a$ — известные константы. Такой газ из начального состояния с давлением $P$ нагревается в изобарическом процессе, а затем в изохорическом процессе охлаждается до первоначальной температуры. В результате в конечном состоянии объем газа увеличился в $k$ раз по сравнению с первоначальным, а внутренняя энергия изменилась на величину $\Delta U$. 1) Найти начальный объем газа. 2) Какое суммарное количество теплоты сообщили газу во всем процессе?

Подробнее

Обрезок доски из дерева опустили в цилиндрическое ведро с водой так, что он стал плавать, а уровень воды в ведре изменился на $\Delta h = 0,5 см$. Затем на доску положили алюминиевую пластинку объемом $V = 30 см^{3}$. Доска вместе с пластинкой осталась на плаву. При этом доска погрузилась полностью, а пластинка — на $\alpha = 7/10$ своего объема. Найти плотность дерева. Плотность алюминия $\rho = 2,7 г/см^{3}$, плотность воды $\rho_{в} = 1 г/см^{3}$, площадь внутреннего сечения ведра $S = 280 см^{3}$.

Подробнее

В закрепленной гладкой горизонтальной трубе между двумя поршнями массой $m$ каждый находятся $\nu$ молей идеального одноатомного газа. Наружное давление на поршни пренебрежимо мало. В начальный момент температура газа равна $T_{0}$, а скорости поршней направлены в одну сторону и равны $5v$ и $v$ (рис.). Полагая, что газ между поршнями все время остается равновесным, определите температуру газа, когда скорости поршней окажутся равными. Масса газа мала по сравнению с массой поршней. Теплопроводностью и теплоемкостью поршней и трубы пренебречь.


Подробнее

Три одинаковые неподвижные металлические пластины расположены в воздухе на расстояниях $d_{1}$ и $d_{2}$ ($d_{2} > d_{1})$ друг от друга. Площадь каждой из пластин равна $S$ (рис.). На средней пластине 2 находится положительный заряд $Q$. Пластины 1 и 3 не заряжены и подключены через ключ К к катушке самоиндукции с индуктивностью $L$. Определить максимальное значение силы тока через катушку после замыкания ключа К. Расстояния $d_{1}$ и $d_{2}$ между пластинами малы по сравнению с их размерами. Омическим сопротивлением катушки пренебречь.


Подробнее

Три одинаковые неподвижные металлические пластины расположены в воздухе на расстояниях $d_{1}$ и $d_{2}$ ($d_{2} > d_{1}$) друг от друга (рис.). На средней пластине 2 находится положительный заряд $Q$. Пластины 1 и 3 не заряжены и подключены через ключ К к катушке самоиндукции.
1) Определить максимальную величину и знак заряда на пластинах 1 и 3 после замыкания ключа К. Расстояние между $d_{1}$ и $d_{2}$ малы по сравнению с размерами пластины. Омическим сопротивлением катушки пренебречь.
2) Какие заряды установятся на пластинах 1 и 3 при наличии в цепи омических потерь?


Подробнее

В схеме, изображенной на рис., в начальный момент ключ К разомкнут, а в замкнутом контуре схемы течет установившийся ток. Определить величину и направление тока через конденсатор С сразу после замыкания ключа К. Параметры схемы: ЭДС батареи $\mathcal{E}_{1} = 40 В$, внутреннее сопротивление $r_{1} = 20 Ом$; ЭДС $\mathcal{E}_{2} = 80 В$, внутреннее сопротивление $r_{2} = 5 Ом$; сопротивление резистора $R = 15 Ом$.


Подробнее

Внутри плоского конденсатора, между обкладками которого с помощью источника напряжения поддерживается постоянная разность потенциалов $U$, расположена плоскопараллельная металлическая пластина толщиной $a$ и массой $m$. В начальный момент пластина прижата к левой обкладке конденсатора (рис.), а затем отпускается. Чему будет равна скорость пластины в тот момент, когда она достигнет правой обкладки конденсатора? Площадь каждой пластины равна 5, а расстояние между обкладками $d$.


Подробнее

Три конденсатора с емкостями $C_{1} = C_{0}, C_{2} = 2C_{0}, C_{3} = 3C_{0}$, каждый из которых заряжен от батареи с ЭДС $\mathcal{E}$ и резистор с сопротивлением $R$ включены в схему, изображенную на рис.
1) Чему равен ток в цепи сразу после замыкания ключа?
2) Какая разность потенциалов установится на конденсаторе $C_{3}$?


Подробнее

Между двумя неподвижными плоскопараллельными незаряженными пластинами 1 и 2, закороченными через резистор сопротивлением $R$ (рис.), помещают аналогичную проводящую пластину 3 с положительным зарядом $q$ на расстоянии $a$ от пластины 2 ($a < d/2$, где $d$ — расстояние между пластинами 1 и 2). После установления равновесного состояния пластину 3 быстро перемещают в симметричное положение (на расстояние $a$ от пластины 1). Полагая, что за время перемещения пластины 3 заряд на пластинах 1 и 2 не успевает измениться, определить:
1) величину и направление тока через резистор $R$ сразу после перемещения пластины 3;
2) количество теплоты, выделившееся на резисторе после перемещения пластины. Площадь каждой пластины $S$, расстояние между пластинами мало по сравнению с линейными размерами пластин.


Подробнее

В схеме (рис.) ключи $K_{1}$ и $K_{2}$ разомкнуты, а конденсаторы не заряжены. Ключ $K_{1}$ замыкают, оставляя $K_{2}$ разомкнутым. В результате на конденсаторе емкостью $C$ устанавливается напряжение $V_{1} = 6 В$. Найти ЭДС $\mathcal{E}$ источника тока. Каким станет установившееся напряжение $V_{2}$ на конденсаторе емкостью $C$ после замыкания ключа $K_{2}$ при замкнутом $K_{1}$?


Подробнее

Две батареи с ЭДС $\mathcal{E}_{1}$ и $\mathcal{E}_{2}$ включены в схему, параметры которой указаны на рис., причем $R_{1} = R_{2} = R_{3} = R$. В начальный момент времени ключи $K_{1}$ и $K_{2}$ разомкнуты, конденсаторы не заряжены. Ключи одновременно замыкают.
1) Найти начальный ток через резистор $R_{1}$.
2) Какое количество теплоты выделится во всей схеме после замыкания ключей? Внутренним сопротивлением батарей пренебречь.


Подробнее