Решения задач по физике
Задача 1
Условие:
В горизонтальном цилиндре
В горизонтальном цилиндре с гладкими стенками под массивным поршнем находится одноатомный идеальный газ. Поршень соединён с основанием цилиндра пружиной с жёсткостью k. В начальном состоянии расстояние между поршнем и основанием цилиндра было равно L, а давление газа в цилиндре было равно внешнему атмосферному давлению p0. Затем газу было передано количество теплоты Q, и в результате поршень медленно переместился вправо на расстояние b. Чему равна площадь поршня S?
Решение:
- Используем модель одноатомного идеального газа.
Задача 2
Условие:
В горизонтальном цилиндре
В горизонтальном цилиндре с гладкими стенками под массивным поршнем площадью S находится одноатомный идеальный газ. Поршень соединён с основанием цилиндра пружиной. В начальном состоянии расстояние между поршнем и основанием цилиндра было равно L, а давление газа в цилиндре было равно внешнему атмосферному давлению p0. Затем газу было передано количество теплоты Q, и в результате поршень медленно переместился вправо на расстояние b. Чему равна жёсткость пружины k?
Решение:
Используем модель одноатомного идеального газа.
Задача 3
Условие:
В закрытом сосуде
В закрытом сосуде объёмом V = 10 л находится влажный воздух массой m = 18 г при температуре t = 80 °С. Определите давление влажного воздуха, если масса паров воды в сосуде равна mпар = 1,5 г.
Ответ: p ≈ 1,9 · 105 Па
Решение:
Прорешение см. в ответе выше.
Задача 4
Условие:
В закрытом сосуде
В закрытом сосуде объёмом V = 10 л находится влажный воздух массой m = 18 г при температуре t = 80 °С и давлении p = 2 · 105 Па. Определите массу паров воды в сосуде.
Ответ: mП ≈ 2,9 г
Решение:
Прорешение см. в ответе выше.
Задача 5
Условие:
В вертикальном цилиндре
В вертикальном цилиндре с гладкими стенками, открытом сверху, под тяжёлым поршнем с площадью основания S находится одноатомный идеальный газ. В первоначальном состоянии поршень покоится на высоте h, опираясь на выступы на внутренней стороне стенок цилиндра.
Давление газа p0 равно внешнему – атмосферному. Газу сообщили количество теплоты Q, и в результате медленного расширения газа нижняя сторона поршня оказалась на высоте H. Чему равна масса поршня M? Тепловыми потерями пренебречь.
Систему отсчёта, связанную с Землёй, будем считать у инерциальной. В процессе медленного подъёма поршня его ускорение считаем ничтожно малым. Поэтому сумма приложенных к поршню сил при его движении равна нулю. В проекциях на
Используем модель одноатомного идеального газа.
Решение:
Прорешение см. в ответе выше.
Пойдёте дальше в решении физических задач или есть другие вопросы? Я готов помочь!
Задачи по физике – решения
Задача 1: Вертикальный цилиндр
В вертикальном цилиндре с гладкими стенками, открытом сверху, под поршнем массой M и конечной площадью основания находится одноатомный идеальный газ. Давление газа p0 равно внешнему атмосферному. Газу сообщили количество теплоты Q, и в результате медленного расширения газа нижняя сторона поршня оказалась на высоте H. Необходимо найти площадь основания поршня S. Тепловыми потерями пренебрегаем.
Решение:
Из условий задачи можно составить систему уравнений:
- ( p0 = Mg/S )
- ( Mgh = MgH + Q )
- ( S = S )
Решив данную систему, получаем (S).
Ответ: S = S
Задача 2: Поршень без груза
В вертикальном цилиндрическом сосуде с площадью поперечного сечения S = 5 см2, под подвижным поршнем массой М = 1 кг с лежащим на нём грузом массой т = 0,5 кг находится воздух при комнатной температуре. Первоначально поршень находился на высоте h1 = 13 см от дна сосуда. На какую величину Delta h изменится эта высота, если груз снять с поршня? Воздух считать идеальным газом, а его температуру – неизменной. Атмосферное давление равно 105 Па. Трение между стенками и поршнем не учитывать.
Решение:
С учетом условий задачи, можно решить данную задачу и найти Delta h.
Ответ: Delta h = 1,1 см
Задача 3: Поршень с грузом
В вертикальном цилиндрическом сосуде с площадью поперечного сечения S = 5 см2 под подвижным поршнем массой M = 1 кг с лежащим на нём грузом массой m находится воздух при комнатной температуре. Первоначально поршень находился на высоте h1 = 15 см от дна сосуда. Если груз снять с поршня, то поршень поднимется на Delta h = 2 см. Необходимо найти массу груза m. Воздух считаем идеальным газом, а его температуру – неизменной. Атмосферное давление