Задание 24 ЕГЭ по физике: страница 5

В горизонтальном цилиндре с гладкими стенками под массивным поршнем с площадью S находится одноатомный идеальный газ. Поршень соединён с основанием цилиндра пружиной. В начальном состоянии расстояние между поршнем и основанием цилиндра равно L, а давление газа в цилиндре равно внешнему атмосферному давлению p₀ (см. рисунок). Затем газу было передано количество теплоты Q, и в результате поршень медленно переместился вправо на расстояние b. Чему равна жёсткость пружины k?

Один моль одноатомного идеального газа переводят из состояния 1 в состояние 2 таким образом, что в ходе процесса давление газа возрастает прямо пропорционально его объёму. В результате плотность газа уменьшается в α = 2 раза. Газ в ходе процесса получает количество теплоты Q = 20 кДж. Какова температура газа в состоянии 1?

В открытой пробирке, вращающейся в горизонтальной плоскости с угловой скоростью 10 с ^{– 1} вокруг вертикальной оси, проходящей через край пробирки, находится столбик ртути длиной h = 1 см, центр которого отстоит от оси вращения на расстояние r = 20 см. До какой температуры T₂ надо нагреть пробирку, чтобы при увеличении угловой скорости в 4 раза столбик ртути не сместился? Начальная температура t₁ =0 ^оС, а внешнее атмосферное давление p₀ = 10 ⁵ Па.

Два теплоизолированных сосуда, объёмы которых V₁ = 2V и V₂ = V, соединены между собой трубкой с вентилем. Вентиль закрыт. Сосуды содержат соответственно разреженный аргон и разреженный криптон в количествах n₁ и n₂ = 2n₁ при температурах Т₁ и Т₂ = 2Т₁ соответственно. Каким будет давление в сосудах, если вентиль открыть?

В цилиндре под поршнем при комнатной температуре t₀ долгое время находится только вода и её пар. Масса жидкости в два раза больше массы пара. Первоначальное состояние системы показано точкой на pV-диаграмме. Медленно перемещая поршень, объём V под поршнем изотермически увеличивают от V₀ до 6V₀.
Постройте график зависимости давления p в цилиндре от объёма V на отрезке от V₀ до 6V₀. Укажите, какими закономерностями Вы при этом воспользовались.

Один моль одноатомного идеального газа совершает процесс 1 – 2 – 3, график которого показан на рисунке в координатах T-V. Известно, что в процессе 1 – 2 газ совершил работу 2,5 кДж, а в процессе 2 – 3 объём газа V увеличился в 3 раза. Какое количество теплоты было сообщено газу в процессе 1 – 2 – 3, если его температура T в состоянии 1 равна 300 К?

Два сосуда объёмами 20 л и 30 л, соединённые трубкой с краном, содержат влажный воздух при комнатной температуре. Относительная влажность в сосудах равна соответственно 30% и 40%. Если кран открыть, то какой будет относительная влажность воздуха в сосудах после установления теплового равновесия, считая температуру постоянной?

В открытый контейнер объёмом 50 мл поместили 1 г изотопа полония-210. Затем контейнер герметично закрыли. Данный изотоп полония радиоактивен и претерпевает альфа-распад с периодом полураспада примерно 140 дней, превращаясь в стабильный изотоп свинца. Определите давление внутри контейнера через 5 недель. Температура как внутри, так и снаружи контейнера в течение эксперимента поддерживается постоянной и равной
45 °С. Атмосферное давление равно 10⁵ Па.

В тепловом двигателе 1 моль одноатомного разреженного газа совершает цикл 1 – 2 – 3 – 4 – 1, показанный на графике в координатах p – T, где p – давление газа, Т – абсолютная температура. Температуры в точках 2 и 4 равны и превышают температуру в точке 1 в 2 раза. Определите КПД цикла.

В стакан с водой, нагретой до температуры t₁=50 °C, положили металлический шарик, имеющий температуру t₂=10 °C. После установления теплового равновесия температура воды стала равной t₃. Затем, не вынимая первого шарика, в стакан положили ещё один такой же шарик температурой t₂. Конечная температура в стакане оказалась t₄=34 °C. Определите температуру воды t₃ после того, как в стакан положили первый шарик. Теплообменом с окружающей средой пренебречь.

В тепловом двигателе 1 моль идеального одноатомного газа совершает цикл 1 – 2 – 3 – 4 – 1, показанный на графике в координатах p – T, где p – давление газа, Т – абсолютная температура. Температуры в точках 2 и 4 равны и превышают температуру в точке 1 в 3 раза. Определите КПД цикла.

В горизонтально расположенной трубке постоянного сечения, запаянной с одного конца, помещён столбик ртути длиной 7,5 см, который отделяет воздух в трубке от атмосферы. Трубку расположили вертикально, запаянным концом вниз. На сколько градусов следует нагреть воздух в трубке, чтобы объём, занимаемый воздухом, стал прежним? Температура воздуха в лаборатории 300 К, а атмосферное давление составляет 750 мм рт. ст.

Сосуд объёмом 10 л содержит смесь водорода и гелия общей массой 2 г при температуре 27 °С и давлении 200 кПа. Каково отношение массы водорода к массе гелия в смеси?

Какую массу воды можно нагреть до кипения при сжигании в костре 1,8 кг сухих дров, если в окружающую среду рассеивается 95% тепла от их сжигания? Начальная температура воды 10 °С, удельная теплота сгорания сухих дров λ = 8,3 ·10⁶ Дж/кг.

Один моль аргона, находящийся в цилиндре при температуре <?import namespace = m urn = "http://www.w3.org/1998/Math/MathML" implementation = "#MathPlayer" declareNamespace />T₁=600 K и давлении p₁=4⋅10 ⁵ Па, расширяется и одновременно охлаждается так, что его давление при расширении обратно пропорционально квадрату объёма. Конечное давление газа p₂=10 ⁵ Па. Какое количество теплоты газ отдал при расширении, если при этом он совершил работу A=2493 Дж?

Постоянное количество одноатомного идеального газа участвует в процессе, который изображён на рисунке в переменных p – U, где U – внутренняя энергия газа, p – его давление. Опираясь на законы молекулярной физики и термодинамики, определите, получает газ теплоту или отдаёт в процессах 1 – 2 и 2 – 3.

Теплоизолированный горизонтальный сосуд разделён пористой перегородкой на две равные части. В начальный момент в левой части сосуда находится ν = 2 моль гелия, а в правой – такое же количество моль аргона. Атомы гелия могут проникать через перегородку, а для атомов аргона перегородка непроницаема. Температура гелия равна температуре аргона: Т = 300 К. Определите отношение внутренних энергий газов по разные стороны перегородки после установления термодинамического равновесия.

В вакууме закреплён горизонтальный цилиндр. В цилиндре находится 1 л гелия, запертого поршнем при давлении 100 кПа и температуре 300 К. Поршень массой 90 г удерживается упорами и может скользить влево вдоль стенок цилиндра без трения. В поршень попадает пуля массой 10 г, летящая горизонтально со скоростью 300 м/с, и застревает в нём. Какова будет температура гелия в момент остановки поршня в крайнем левом положении? Считать, что за время движения поршня газ не успевает обменяться теплотой с цилиндром и поршнем.

Одно и то же постоянное количество одноатомного идеального газа расширяется из одного и того же начального состояния р₁, V₁ до одного и того же конечного объёма V₂ первый раз по изобаре 1 – 2, а второй – по адиабате 1 – 3 (см. рисунок). Отношение работы газа в процессе 1 – 2 к работе газа в процессе 1 – 3 равно A₁₂ / A₁₃ =k=2 . Чему равно отношение х количества теплоты Q₁₂, полученного газом от нагревателя в ходе процесса 1 – 2, к модулю изменения внутренней энергии газа | U₃ −U₁ | в ходе процесса 1 – 3?

Горизонтальный сосуд разделён подвижным поршнем, который может свободно перемещаться без трения. Правая часть сосуда заполнена воздухом и герметично закрыта пробкой, левая часть сосуда открыта. Поршень соединён пружиной с левой стенкой сосуда. Первоначально поршень находится в равновесии, а пружина растянута. Опираясь на законы механики и молекулярной физики, опишите, как будет двигаться поршень, если из правой части сосуда вынуть пробку. Температуру воздуха считать постоянной.