Молекулярная физика и термодинамика № 25

1. На монете начерчена мелом прямая линия. Останется ли она прямой, если монету нагреть?

2. Поезд массой М идет по горизонтальному пути со ско­ростью и. Тепловоз сжигает при этом за время t топливо мас­сой т. КПД двигателя равен h. Какую скорость разовьет поезд при тех же условиях на пути с уклоном вверх a? Удельная теплота сгорания топлива q.

3. Стеклянная трубка, запаянная с одного конца, рас­положена горизонтально. В трубке находится воздух, отделен­ный от атмосферы столбиком ртути длиной l. Длина трубки 2l, длина столбика воздуха l/2, атмосферное давление р_о. На какое расстояние сместится ртуть в трубке, если трубку вращать вокруг вертикальной оси, проходящей через открытый (закрытый) конец с угловой скоростью w?

4. Найти динамическую вязкость h гелия при нормальных усло­виях, если диффузия D при тех же условиях равна 1,06×10^{-4 м2} /с.

5. В баллонеобъёмом 0,2 м³ находится газ под давлением 1×10⁵ Па при Т= 290 К. После подкачивания газа давление возросло в три раза, а температура поднялась до 320 К. Насколько увеличилось число молекул газа?

6. Максимально возможный при данном нагревателе и холодильнике КПД тепловой машины можно рассчи­тать, пользуясь формулой КПД = (Т₁-Т₂)/Т₁, где Т₁ и Т₂ —абсолютные температуры соответственно нагревателя и холодильника.

Из этого выражения видно, что при неизменной тем­пературе нагревателя КПД тепловой машины возра­стает с понижением температуры холодильника.

Почему же в таком случае автомобиль (также яв­ляющийся тепловой машиной) потребляет зимой значи­тельно больше бензина, чем летом? Ведь температура атмосферного воздуха, играющего для автомобиля роль холодильника, зимой заметно ниже, тогда как тем­пература образующихся при сгорании бензина газов практически одинакова и зимой и летом.

7. Газ, занимавший объем V₁ = 12 л под давлением р = 100 кПа, был изобарически нагрет от T₁ = 300 К до T₂ = 400 К. Определить работу А расширения газа.

8. Идеальный двухатомный газ, содер­жащий количество вещества n = 1 моль, совершает цикл, состоящий из двух изохор и двух изобар/ Наименьший объем V_min = 10 л, наибольший V_mах = 20 л, наименьшее давление р_min = 246 кПа, наибольшее р_mах = 410 кПа. Построить график цикла. Определить температуру Т газа для характерных точек цикла иеготермический к. п. д. h.

9. Стальной кубик с ребром в 10 см плавает в ртути. Поверх ртути налита вода. Как зависит от толщины слоя воды глубина погружения кубика в ртуть и давление на его нижнюю поверхность?

10. Оцените максимальную толщину ледника.