Разработка методического пособия для самостоятельной работы студентов по теме: Газовые законы (MS Word'97)
ях
цилиндра одинаковы. Молярные массы кислорода и водорода М1=[pic] и
М2=0,002[pic] .
Дано :
L=85 см.
М1=0,032[pic]
М2=0,002[pic]
Т1=Т2
m1=m2
Найти : l
Ответ: l = 5 см
Задача 6.
Два сосуда, содержащие один и тот же газ, соединены трубкой с краном.
Объемы сосудов равны V1 и V2, а давления в них P1 и P2. Каким будет
давление газа после открытия крана соединительной трубки? (температура газа
постоянная)
Дано:
V1, V2
P1, P2
Найти: Р.
Ответ: Р= [pic]
Задача 7.
В вертикально расположенном цилиндре сечения S под поршнем массы m
находится воздух при температуре T1. Когда на поршень положили груз массы М
,расстояние его от дна цилиндра уменьшилось в n раз. Насколько повысилась
температура воздуха в цилиндре? Атмосферное давление равно Р0.
Дано :
1)S, m,Т1
2)М, n
Р0-атмосфер дав.
Найти:Т2-Т1
Ответ: Т1 [pic]
Задача 8.
Цилиндрический сосуд, расположенный горизонтально, заполнен газом при
температуре T = 300 К. и давлении Р = 0,1 Мпа и разделен на 2-е равные
части подвижной перегородкой. Каково будет давление Р’, если в одной части
газ нагреть до температуры T’ = 330 К., а в другой температуру газа
оставить без изменения?
Дано:
Т = 300 К.
Р = 0,1 МПа.
Т’ = 330 К.
Т1 = const.
Найти: Р’.
Ответ: Р’=105 КПа.
Задача 9.
Баллон объемом V1 = 40 л содержит сжатый воздух при давлении P1 = 15
МПа. и температуре T1 = 300 К. какой объем воды можно вытеснить из цистерны
подводной лодки воздухом этого баллона, если лодка находится на глубине h =
20 м, где температура T2 = 280 К.? Плотность воды ( = 103 [pic].
Атмосферное давление P0 = 0,1 МПа.
Дано:
V1 = 40 л
Р1 = 15 МПа.
Т1 = 300 К.
h = 20 м
Т2 = 280 К.
( = 103[pic]
Р0 = 0,1 МПа.
Найти: V.
Ответ: V=28[pic]м3
Задача 10.
В сосуде с подвижным поршнем находится газ при давлении
Р1=1,0[pic]Па и температуре Т1=27 К. Каким станет давление газа , если его
объем уменьшить вдвое, а температуру повысить до 600 К.?
Дано:
Р1 = 1,0*105 Па.
Т1 = 27 К.
Т2 = 600 К.
V2 = [pic]
Найти: Р2.
Ответ: Р2 = 4,4 * 106 Па.
Задача 11.
Внутри закрытого с обеих сторон цилиндра имеется подвижный поршень. С
одной стороны поршня в цилиндре находится m граммов некоторого газа, с
другой стороны 2m граммов этого же газа. Какую часть объема цилиндра будет
занимать 2m граммов газа при равновесии поршня?
Дано:
m 2m
P1, V1, T1 P2, V2, T2
Найти: [pic]
Ответ: [pic]=[pic] объема цилиндра.
Задача 12.
В закрытом цилиндрическом сосуде постоянного сечения находится газ
при н.у. сосуд размещен горизонтально и разделен подвижным поршнем в
отношении 1 к 2. В каком отношении поршень будет делить объем сосуда, если
меньшую его часть нагреть до [pic]= 300 К., а большую охладить до [pic] =
150 К.?
Дано:
[pic]= 300 K.
[pic] = 150 K.
н.у.
V1 = 2V0
Найти: [pic].
Ответ: [pic].
Задача 13.
До какого давления накачан футбольный мяч, объемом V = 3 л за n = 40
качаний поршневого насоса? При каждом качании насос захватывает из
атмосферы объем воздуха Vвоз. = 150 см3. Атмосферное давление P0 = 0,1 МПа.
Дано:
V = 3 л
n = 40
Vвоз. = 150*10-2 м3
Р0 = 0,1*106 Па.
Найти: Рn.
Ответ: Pn = 0,2 МПа.
Задача 14.
Какое количество кислорода вдыхает при каждом вдохе альпинист,
находящийся на высоте, где давление воздуха = 0,505*105 [pic]? Известно,
что человек на поверхности земли, где давление 1,01*105 [pic], вдыхает за 1
раз 1 гр. кислорода. Изменение температуры воздуха с увеличением высоты
пренебречь.
Дано:
m1 = 1 гр.
Р2 = 0,505*105[pic].
Р1 = 1,01*105[pic].
Найти: m2.
Ответ: m2 = 0,5 гр.
Задача 15.
Сосуд разделен перегородками на три части , объемы которых равны V1,
V2, V3 и в которых находятся газы при давлении Р1 , Р2 , Р3 соответственно.
Какое давление установится в сосуде после удаления перегородок, если
температура при этом осталась неизменной ?
Дано:
V1, V2, V3
Р1, Р2, Р3
Найти : Р
Ответ:
Р =[pic]
Задача 16.
Объем пузырька воздуха по мере всплытия его со дна озера на
поверхность увеличивается в 3 раза. Какова глубина озера?
Дано:
V2 = 3V1
P0 = 1,01*105 Па.
( = 1,293 [pic].
Найти: h.
Ответ: h = 15,6 м
Задача 17.
Два баллона соединены трубкой с краном, в первом находится газ при
давлении P = 105 Па., во втором при P1 = 0,6*105 Па. Емкость первого
баллона V1 = 1 л, второго V2 = 3 л. какое давление установится в баллонах,
если открыть кран? Температура постоянная. Объемом трубки можно пренебречь.
Дано:
P = 105 Па.
Р1 = 0,6*105 Па.
V1 = 1 л
V2 = 3 л
Т = const.
Найти: Р.
Ответ: Р = 0,4*105
Задача 18.
В камере автомобильного колеса вместимостью 0,5 м3 давление воздуха
равно 3*105 Па. Определить объем воздуха при нормальном давлении, той же
температуре.
Дано:
V1 = 0,5 м3
Р1 = 3*105 Па.
Т1 = Т2 = const.
P2 = 0,1*106 Па.
Найти: V2.
Ответ: V2 = 1,5 м3.
Задача 19.
Сколько ртути войдет в стеклянный баллончик объемом 5 см3,
нагретый до Т1 =673 К , при его остывании до Т2 =289 К , если плотность
ртути при Т =289 К равна (=13,6 [pic] ?
Дано:
V1=5 см3
Т1=673 К.
Т2=289 К.
Т =289 К.
[pic]
Найти : m
Ответ: m = 39 гр.
Задача 20.
Объем некоторой массы идеального газа при нагревании на 1 К. при
постоянном давлении увеличился на [pic] своего первоначального значения.
При какой температуре находился газ в начале?
Дано:
Т1 = 1 К.
( = [pic]
Р = const.
Найти: T.
Ответ: Т=335 К.
Задача 21.
В запаянной цилиндрической трубке, расположенной горизонтально,
находится воздух при н.у. Трубка разделена подвижным поршнем на 2 части,
отношение объемом которых [pic]. До какой температуры следует нагреть
меньшую часть трубки и до какой температуры охладить большую часть трубки,
чтобы поршень делил трубку на 2 равные части? Нагревание и охлаждение обеих
частей производится при [pic]
Дано:
[pic], V
[pic]
T0 = 27 K.
Найти: T1, T2.
Ответ Т1 = 410 К.,
Т2 = 205 К.
Задача 22.
В цилиндре под поршнем изобарически охлаждают 10 л газа от 323 до 273
К. каков объем охлажденного газа?
Дано:
V1 = 10 л
Т1 = 323 К.
Т2 = 273 К.
Найти: V2.
Ответ: V2 = 8,5 л.
Задача 23.
Газ занимает объем 2 м3 при температуре 273 0С. Каков будет его объем
при температуре 546 0С и прежнем давлении?
Дано:
V1 = 2 м3
t[pic] = 273 0C
T1 = 546 K.
t[pic] = 546 0C
T2 = 819 K.
P = const.
Найти: V2.
Ответ: V2 = 3 м3.
Задача 24.
Газ занимал объем 12,32 л. Его охладили при постоянном давлении на 45
К., его объем стал равен 10,52 л. Какова была первоначальная температура
газа?
Дано:
V1 = 12,32*10-3 м3
[pic]Т = 45 К.
V2 = 10,52*10-3 м3
Р = const.
Найти: Т1.
Ответ: Т1 = 308 К.
Задача 25.
В баллоне находится газ при атмосферном давлении Р0. Открытый баллон
нагрели, закрыли краном и охладили до 10 0С. Давление при этом упало до 0,7
Р0. До какой температуры нагревали газ?
Дано:
Р0
ТМ1 = 283 К.
Р1 = 0,7 Р0
Найти: Т.
Ответ: Т = 131 0С.
Задача 26.
В сосуде находится воздух при нормальных условиях (Р0, Т0). Сосуд
закрыт клапаном, площадь которого S = 100 см2, а вес Q = 13,5 Н. До какой
температуры надо нагреть воздух в сосуде, чтобы он открыл клапан?
Расширение сосуда при нагревании не учитывать.
Дано:
Р0, Т0.
S = 100 см2
Q = 13,5 H.
Найти: Т1.
Ответ: Т1 = 375,7 0С.
Задача 27.
Сосуд с небольшим отверстием находится при температуре t0 = 76 0С,
атмосферное давление Ра = 9,975*104 [pic]. В сосуд налито немного воды,
давление насыщенного пара который при этой температуре составляет Р1 =
4*104 [pic]. Затем сосуд закрыли и погрузили в жидкий воздух, кипящий при Т
= 80 К. какое давление будет в сосуде? Давление насыщенного пара при Т = 80
К. не учитывать.
Дано:
Т0 = 349 К.
Ра = 9,975*104[pic]
Р1 = 4*104 [pic]
Т = 80 К.
Найти: Р.
Ответ: Р = 1,37 * 104[pic].
Задача 28.
Теплоизолированный сосуд разделен теплопроводящей перегородкой на 2
камеры, объемы которых соответственно равны V1 и V2. Камеры заполняют
одинаковым газом, начальные температуры и давления которого в первой камере
Т1 и Р1, а во второй Т2 и Р2. Определить давление в камерах после того, как
процесс теплообмена закончится. Теплоемкость стенок сосуда и перегородки не
учитывать.
Дано:
I II
V1 V2
T1 T2
P1 P2
Найти: P[pic], [pic].
Ответ: [pic], [pic].
Задача 29.
В баллоне находилось некоторое количество газа при атмосферном
давлении Р0 = 105 Па. При открытом вентиле баллон был нагрет, после чего
вентиль закрыли и газ остыл до начальной температуры t0 = 10 0С. при этом
давление в баллоне упало до Р = 0,7*105 Па. Каково максимальное изменение
температуры баллона?
Дано:
Р0 = 105 Па
Т0 = 283 К.
Р = 0,7*105 Па
Найти: Т-Т0.
Ответ: Т-Т0 = 121,7 К.
Задача 30.
При изготовлении электроламп их наполняют инертным газом при
температуре T1 = 423 K. Под каким давлением должны наполняться лампы, чтобы
при температуре Т2 = 573 К., которая устанавливается в лампе при горении,
давление не превышало Р0 = 0,1 МПа?
Дано:
T1 = 423 K.
Т2 = 573 К.
Р0 = 0,1 МПа
Найти Р.
Ответ: Р=74 кПа.
Библиография.
1. Б.Ю. Коган “Задачи по физике”
2. В.А. Балаш “Задачи по физике и методы их решения”
3. С.М. Козел “Сборник задач по физике&r
| |  скачать работу |
Разработка методического пособия для самостоятельной работы студентов по теме: Газовые законы (MS Word'97) |
