5.Газовые законы

5.103. Закрытый с торцов теплоизолированный цилиндр массой 8 кг перегорожен поршнем массой 2 кг. С обеих сторон от поршня находится по 1 молю идеального одноатомного газа. Коротким ударом цилиндру сообщают скорость 10 м/с, направленную вдоль его оси. На сколько градусов по шкале Цельсия изменится температура газа, когда колебания поршня прекратятся? Ответ: 3,2 ⁰С. (4 балла)

5.104. В запаянной с одного конца трубке длиной 70 см находится столбик воздуха, запертый сверху столбиком ртути высотой 20 см, доходящим до верхнего края трубки. Трубку осторожно переворачивают и часть ртути выливается. Какова высота столбика ртути, оставшегося в трубке? Ответ выразить в сантиметрах с точностью до десятых. Ответ: 3,4 см. (4 балла)

5.105. В центре закрытой с торцов трубы длиной 40 см находится поршень массой 200 г с площадью 10 см², который может без трения перемещаться по трубе. Слева и справа от поршня имеется газ с давлением 100 кПа. Трубку раскручивают в горизонтальной плоскости вокруг оси, проходящей через центр трубы, и поршень смещается на расстояние 10 см. определить угловую скорость вращения поршня. Ответ выразить в единицах СИ с точностью до десятых. Ответ: 81,6 с^-1. (4 балла)

5.106. В теплоизолированный сосуд объемом 22,4 л, содержащий 1 моль водорода при температуре 200 К, добавляют 4 г водорода. После установления равновесия давление в сосуде оказалось 300 кПа. Определить первоначальную температуру добавленного водорода. Ответ выразить в единицах СИ с точностью до целых. Ответ: 304 К. (4 балла)

5.107. Два соединенные трубкой баллона емкостью 7 л и 12 л содержат некоторое количество газа. Первый баллон имеет неизменную температуру 0 ⁰С. До какой температуры нужно нагреть второй баллон, чтобы в нем осталось 1/3 общего количества газа? Ответ выразить в градусах по шкале Цельсия. Ответ: 663 ⁰С. (4 балла)

5.108. Три одинаковых сосуда, соединенных трубками, заполнены газообразным гелием при температуре 40 К. затем один из сосудов нагрели до 100 К, другой до 400 К, а температура третьего осталась неизменной. Во сколько раз увеличилось давление в системе? Объемом соединительных трубок пренебречь. Ответ: 2. (4 балла)

5.109. В закрытом вертикальном цилиндрическом сосуде поршень разделяет две равные массы газа. Если температура везде одинакова, объем нижней части в 3 раза меньше объема верхней части сосуда. Во сколько раз надо увеличить температуру верхней части сосуда, оставив неизменной температуру нижней части, чтобы объем нижней части был в 4 раза меньше объема верхней части? Газ считать идеальным одноатомным. Ответ выразить с точностью до десятых. Ответ: 1,9. (4 балла)

5.110. Два одинаковых сосуда соединены трубкой с краном. В первом сосуде находится 1 моль идеального газа при давлении 100 кПа и температуре 27 ⁰С, а в другой – такой же газ при том же давлении и температуре 227 ⁰С. Кран открыли и температуры выровнялись. Какое давление установится в системе? Ответ выразить в килопаскалях. Ответ: 100 кПа. (4 балла)

5.111. Два сосуда объемами 2 л и 4 л, заполнены одним и тем же газом, соединены друг с другом трубкой с краном и поддерживаются при постоянной температуре. При закрытом кране давление газа в первом сосуде 400 кПа, во втором 200 кПа. На сколько граммов изменится масса газа в первом сосуде после открывания крана, если первоначально она была равна 18 г? ответ дать с точностью до целых. Ответ: 6 г. (4 балла)

5.112. Пружина, прикрепленная верхним концом к крышке вертикального цилиндра, удерживает невесомый поршень у самого дна цилиндра. Определить отношение объема верхней части цилиндра к объему его нижней части, если по обе стороны от поршня ввести в цилиндр одно и то же количество одного и того же газа. Известно, что расстояние между дном и поршнем увеличится в 2 раза, если пространство над поршнем от газа освободить. Ответ выразить десятичной дробью с точностью до десятых. Ответ: 1,3. (4 балла)

5.113. Два теплоизолированных баллона соединены трубкой, перекрытой вентилем. В первом баллоне емкостью 500 л находится 16,8 кг азота под давлением 3 МПа, во втором баллоне емкостью 250 л находится 1,2 кг аргона под давлением 500 кПа. Какая температура установится в баллонах, если открыть вентиль? Ответ выразить в единицах Си с точностью до целых. Ответ: 310 К. (4 балла)

5.114. Два сосуда, соединенные трубкой с краном, содержат идеальный газ при одном и том же давлении, но разных температурах: 27 ⁰С и 227 ⁰С. Во сколько раз изменится давление, если кран открыть, а температуру довести до 127 ⁰С? Объем сосудов считать одинаковыми. Ответ: 1,1. (4 балла)

5.115. К сосуду емкостью 1 л, содержащему азот при температуре 17 ⁰С, присоединили сосуд, в котором находится азот при температуре 27 ⁰С.Давление в сосудах одинаковое и не изменилось после перемешивания газов, а температура после перемешивания стала равной 20 ⁰С. Определить объем второго сосуда. Ответ выразить в литрах с точностью до сотых. Ответ: 0,44 л. (4 балла)

5.116. Насос откачивает пары воды из емкости, на дне которой разлито 200 г воды. Определить, через сколько часов вода полностью испарится, если температура в емкости поддерживается постоянной и равной 20 ⁰С, а насос за каждые 10 с откачивает 8 дм³ паров воды. Ответ дать с точностью до целых. Ответ: 4 час. (4 балла)

5.117. В откачанный и герметически закрытый сосуд емкостью 10 л поместили 5 г воды, после чего сосуд прогрели до 100 ⁰С. Определить относительную влажность в сосуде. Ответ выразить в процентах с точностью до целых. Ответ: 85 %. (4 балла)

5.118. В вертикально расположенном цилиндре под поршнем массой 1 кг и сечением 10 см² находится влажный воздух с относительной влажностью 100 %. Цилиндр отклоняют от вертикали так, что угол между поверхностью поршня и вертикалью становится равным 30 ⁰С. Определить относительную влажность в цилиндре в новом положении, если температура 100 ⁰С поддерживается в нем неизменной, а внешнее давление равно нормальному атмосферному давлению. Ответ выразить в процентах с точностью до целых. Ответ: 95%. (4 балла)

5.119. Мыльный пузырь, заполненный горячим воздухом, неподвижно висит в атмосфере. Атмосферное давление равно нормальному, температура наружного воздуха 10 ⁰С. Определить температуру воздуха внутри пузыря, если известно, что плотность мыльного раствора 900 кг/м³, толщина мыльной пленки 1 мкм, а радиус мыльного пузыря 1 см. ответ выразить в градусах по шкале Цельсия с точностью до целых. Ответ: 89 ⁰С. (4 балла)