Молекулярная физика и термодинамика № 8

1. В стакан положили кусочек льда массы m = 100 г и накрыли плотно прилегающей крышкой. Оценить силу, которая потребуется, чтобы оторвать крышку от стакана ^: по всему периметру после растаивания льда.

2. Три химически не взаимодействующие жидкости массами 1,10 и 5 кг налили в калориметр и сообщили им количество теплоты 1,3 МДж. Начальные температуры жидкостей и их удельные теплоемкости равны соответственно —40 и 60°С, 2, 4 и 2 кДж/ (кг×К). Чему равна установившаяся температура смеси?

3. Налейте в хорошо вымытую тарелку чистой воды и набросайте на ее поверхность несколько спичек. Если теперь коснуться воды в промежутке меж­ду спичками кусочком са­хара, то спички, словно желая полакомиться сладким, подплывают к сахару поближе. Но сто­ит коснуться воды мылом, как спички стремительно разбегаются от него во все стороны. Как объяснить столь «разумное» поведение неодушевленных предметов?

4. Оценить концентрацию молекул n в помещении при температуре Т.

5. Разность удельных теплоемкостей с_р—с_v некоторого двух­атомного газа равна 260 Дж/(кг-К). Найти молярную массу М га­за и его удельные теплоемкости с_р и с_v.

6. Представим установленную вертикально ракету. Си­ла тяги, развиваемая ее двигателями, может меняться в очень широких пределах. Регулируя подачу топлива, можно, в частности, создать тягу, в точности равную силе тяжести ракеты. В таком случае она, уподобившись «гробу Магомета», который, по представлению мусульман, висит, ни на что не опираясь, повиснет над поверх­ностью Земли неподвижно, не падая, но и не подни­маясь.

Создается кажущееся парадоксальным положение: в двигателях сгорает топливо, развивается большая тя­га, но производимая работа, в согласии с формулой А = Fs, равна нулю, поскольку перемещение под действием си­лы отсутствует. Куда же в таком случае исчезает энергия сжигаемо­го топлива?

7. Определить удельную теплоемкость c_v смеси ксенона и кисло­рода, если количества вещества газов в смеси одинаковы и равны n.

8. Расширяясь, водород совершил работу A = 6 кДж. Определить количество теплоты Q, подведенное к газу, если процесс протекал; 1) изобарически; 2) изотермически.

9. Что имеет большую массу – кубометр сухого, или влажного воздуха?

10. В цилиндре под поршнем находится водород массой т = 0,02 кг при температуре Т₁ = 300 К. Водород начал расширяться адиабати­чески, увеличив свой объем в пять раз, а затем был сжат изотермиче­ски, причем объем газа уменьшился в пять раз. Найти температуру Т₂ в конце адиабатического расширения и работу А, совершенную ра­зом. Изобразить процесс графически.