Условие задачи:

Рассчитайте, какой груз сможет поднять шар объёмом 1 м³, наполненный: водородом; гелием. Какой примерно объём должен иметь шар, наполненный водородом, чтобы поднять человека массой 70 кг? (Вес оболочки не учитывать.)

плотность воздуха p=1,29 кг/ куб. м плотность водорода P=0,09 куб. м коэффициент g=10 Н/кг  ЗАДАЧА 1.  решение:  тело (шар) должен будет плавать в воздухе, чтобы удержать груз  если тело плавает значит Fархимеда=Fтяжести  расписываем дальше эту формулу:  p воздуха*g*V=mg  p вохдуха*g*V=(m шара + m груза)*g  p вохдуха*g*V=m шара*g + m груза*g  выражаем m груза:  m груза = (p вохдуха*g*V-m шара*g)/g  так как m шара= P*V  подставляем числа и решаем:  m груза = (1,29*10*1-0,09*1*10)/10=1,2 кг  ЗАДАЧА 2.  так же Fархимеда=Fтяжести  p воздуха*g*V=(m груза+m шара)*g  ну впринципе g можно здесь сократить, как и в предыдущей задаче, тогда получается:  p воздуха*V=m груза+m шара  p воздуха*V=m груза+P водорода*V  подставляем числа и решаем:  1,29*V=70+0,09*V  1,29V - 0,09V = 70  1,2V=70  V=58 

12. На какую высоту поднимется вода в вертикальной трубке, впаянной в узкую часть горизонтальной трубы диаметром d= 2см, если в широкой части трубы диаметром D= 6см скорость воды V1= 30см/с, при давлении P1= 10^5Па?

Определите, на какую высоту h поднимется вода в вертикальной трубе, впаянной в узкую часть горизонтальной трубы диаметром d₂ = 3 см, если в широкой части трубы диаметром d₁ = 9 см скорость газа v₁ = 25 см/с.

Условие задачи:

С мостика, переброшенного через канал, по которому течет вода, опущена узкая изогнутая трубка, обращенная открытым концом навстречу течению (рис. 1.51). Вода в трубке поднимается на высоту h=150 мм над уровнем воды в канале. Определить скорость v течения воды.

Решение задачи:

13. В баллоне объемом V= 10л находится гелий под давлением Р= 1МПа при температуре Т1= 300К. После того как из баллона был израсходован гелий массой m= 10г, температура понизилась до Т2= 290К. Определить давление Р2 гелия оставшегося в баллоне (молярная масса гелия μ= 4*10¯³кг/моль).

14. Найти молярную массу воздуха, считая, что он состоит по массе из одной части кислорода и трех частей азота (m1:m2 = 1:3).

Условие задачи:

Сухой воздух состоит в основном из кислорода и азота. Если пренебречь остальными составными частями воздуха, то можно считать, что массовые доли кислорода и азота соответственно w1=0,232, w2=0,768. Определить относительную молекулярную массу Mr воздуха.

Решение задачи:

Пусть нам известен объем V, который занимает воздух. Тогда по известной формуле m = p*V, где - p - плотность воздуха, мы можем найти массу воздуха в этом объеме.

Плотность воздуха зависит от его температуры. Плотность сухого воздуха вычисляется через уравнение Клапейрона для идеального газа по формуле: p = P/(R*T), где P - абсолютное давление, T - абсолютная температура в Кельвинах, а R - удельная газовая постоянная для сухого воздуха (R = 287,058 Дж/(кг*К)). На уровне моря при температуре 0оС плотность воздуха равна 1,2920 кг/(м^3).

Если известно количество воздуха, то его массу можно найти по формуле: m = M*V, где V - количество вещества в молях, а M - молярная масса воздуха. Средняя относительная молярная масса воздуха равна 28,98 г/моль. Таким образом, подставив ее в эту формулу, вы получите массу воздуха в граммах.

В воздухе 1 часть кислорода и 4 части азота (по объему). Это значит что 1 моль кислорода и 4 моля азота? Тогда масса кислорода = 16 г/моль * 1 моль = 16г. а азота 14 * 4 = 56 г.

15. Тепловая машина работает по циклу Карно, К.П.Д. которого η= 0,25. Каков будет холодильный коэффициент η' машины, если она будет совершать тот же цикл в обратном направлении? Холодильным коэффициентом называется отношение количества теплоты, отнятой от охлаждаемого тела, к работе двигателя, приводящего в движение машину.

Условие:

  Тепловую машину, работавшую по циклу Карно с к. п. д. η = 10%, используют при тех же тепловых резервуарах как холодильную машину. Найти ее холодильный коэффициент ε.

Решение: