Простая физика
Изопроцессы
Категория:
ИзопроцессыСвойство изотерм: задачи Сириуса.
Задача 1.
С идеальным газом проводят циклический процесс 1−2−3−4−1, состоящий из двух изотерм 1−2 и 3−4 и двух изобар 2−3 и 4−1. Известно, что отношение температур на изотермах 1−2 и 3−4 равно $\frac{T_{34}}{T_{12}}=2$, а на участке изотермического расширения газ получал в три раза больше тепла, чем...
Категория:
ИзопроцессыДва процесса, проводимых с газом один за другим
Задача 1.
Гелий, занимающий объем $V_1 = 1$ л при давлении $p_1 = 200$ кПа, изобарически нагревают так, что его объем увеличивается в 3 раза. Затем при изохорическом охлаждении его давление изменилось вдвое. Молярная масса гелия $\mu = 4$ г/моль, конечная температура $T_3 = 288$...
Категория:
ИзопроцессыТрубочки со ртутью и запертый воздух
Задача 1.
Посередине откачанной и запаянной с обоих концов горизонтальной трубки длиной 1 м находится столбик ртути длиной 20 см. Если трубку поставить вертикально, столбик ртути сместится на 10 см. До какого давления была откачана трубка?
Решение.
Категория:
ВлажностьВлажный воздух в трубке
Задача 1.
В помещение объемом 10 кубических метров внесли блюдце с 300 г воды. Никаких водяных паров изначально в помещении не было. Помещение герметично закрыли. После установления равновесия плотность водяного пара в помещении стала равна 16,7 г/м$^3$.
Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения относительно...
Категория:
ИзопроцессыТри задачи с поршнями - 2
Задача 1.
Закрытый с обеих сторон цилиндр разделен на две равные (длиной по $l=42$ см) части теплонепроводящим поршнем. В обеих половинах находятся одинаковые массы газа при температуре $t=27^{\circ}C$ и нормальном атмосферном давлении. На сколько градусов надо нагреть газ в одной части цилиндра, чтобы поршень сместился...
Категория:
ИзопроцессыНасосы
Задача 1.
В сосуд вместимостью $V$ при помощи насоса с объемом рабочей камеры $V_0$ нагнетают воздух. Каким будет давление в сосуде после $n$ качаний насоса? Атмосферное давление $p_0$, изменением температуры пренебречь.
Решение. Мы закачиваем воздух в сосуд, то есть увеличиваем количество вещества в нем. Сначала в...
Категория:
ИзопроцессыДва поршня
Задача 1.
Легкий теплопроводящий поршень $A$ и тяжелый теплонепроводящий поршень $B$ делят вертикально расположенный цилиндр на два отсека. Высота каждого отсека $L=40$ см, и в каждом из них находится 1 моль идеального одноатомного газа. Первоначально система находится в тепловом равновесии, потом газ медленно нагревают, сообщая...
Категория:
ИзопроцессыЗадача о трубке с паром и штативе
Задача.
Металлическую трубку площадью поперечного сечения $S=10$ см$^2$ и длиной около полутора метров опустили в воду и закрепили на штативе в вертикальном положении так, чтобы верхний край трубки находился над поверхностью воды на высоте $h=10$ см. Температуры воды и воздуха одинаковы и равны $t_0=7^{\circ}$С, атмосферное...
Категория:
ИзопроцессыЗадача с вращением пробирки со ртутью
Задача.
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 $\frac{l}{2}$. Атмосферное давление $p_0$. На какое расстояние сместится ртуть в трубке, если ее вращать вокруг вертикальной оси, проходящей через открытый...
Категория:
ИзопроцессыТермодинамическая задача о трубке со ртутью
Задача.
Нижний конец вертикальной трубки длиной $L=1,5$ м запаян, а верхний открыт в атмосферу. При температуре $7^{\circ}$C в нижней половине трубки находится газ, а верхняя половина заполнена ртутью. Температуру газа медленно изменяют. На сколько градусов ее надо повысить, чтобы газ вытеснил из трубки всю ртуть?...
Категория:
Тепловые двигателиГаз в различных процессах
В этих задачах газ участвует в различных процессах, и часто это изопроцессы, только это нужно понять и доказать. А иногда процессы сложные, и в них давление прямо зависит от объема. Разбирали летом с учениками олимпиадной группы.
Задача 1.
В нижней части вертикального цилиндрического сосуда, разделенного...
Категория:
ИзопроцессыИзопроцессы и уравнение Менделеева-Клапейрона в олимпиадных задачах
Задачи на изопроцессы и уравнение Менделеева-Клапейрона в сложных задачах МКТ, встречающихся на олимпиадах различного уровня.
Задача 1.
Вертикальный цилиндр на высоте $H$ от дна цилиндра перекрыт двумя тонкими массивными поршнями с малым зазором между ними, при этом система находится в равновесии. В нижнем поршне открыли отверстие, через...
Категория:
ИзопроцессыСложная задача про трубку со ртутью
Решение задачи из 63 тренировочного варианта я решила оформить в виде статьи. Хорошая задача, согласны?
Задача. Участки $AB$ и $CD$ вертикальной запаянной с концов узкой стеклянной трубки $ABCDEF$ заполнены воздухом, участки $BC$ и $DE$ – ртутью, в участке $EF$ – вакуум. Длины всех участков одинаковы. Давление...
Категория:
ИзопроцессыУравнение Менделеева-Клапейрона и газовые законы: простые задачи
Задачи из пособия Г.А. Никуловой и А.Н. Москалева (2017 г). По теме «Тепловое равновесие, уравнение состояния идеального газа»
Задача 1.
Во сколько раз средняя квадратичная скорость молекул кислорода меньше средней квадратичной скорости молекул водорода, если температуры этих газов одинаковы?
$$\frac{\upsilon_O}{\upsilon_H}=\frac{\sqrt{\frac{3RT}{M_O}}}{\sqrt{\frac{3RT}{M_H}}}=\sqrt{\frac{M_H}{M_O}}=\sqrt{\frac{1}{16}}=0,25$$
Ответ: в 4 раза
Задача 2.
Три...
Категория:
ИзопроцессыНетонущие стаканы
Две задачи. Обе связаны с гидростатикой и газовыми законами. Обе – довольно сложны. Предлагаются время от времени на различных олимпиадах.
Задача 1.
Стакан высотой $h=9$ см, наполненный на 2/3 водой, плавает в воде так, что его края находятся на уровне ее поверхности. Этот же стакан...
Категория:
ИзопроцессыСтолбики ртути и пузырьки воздуха в трубках
Сегодняшняя статья посвящена довольно сложным задачам. Их можно отнести и к изопроцессам, и к гидростатике, и к задачам, связанным с использованием уравнения Менделеева-Клапейрона.
Задача 1.
Пробирка, расположенная горизонтально, заполнена ртутью так, что между дном пробирки и ртутью имеется пузырек воздуха. Когда пробирка ставится вертикально открытым...
Категория:
Первое начало термодинамикиПодготовка в СУНЦ МГУ – МКТ-3. Экзамен в 11 класс.
Продолжаю серию статей по задачам экзамена в СУНЦ МГУ прошлых лет. Чем большее разнообразие задач будет вами освоено - тем больше шансов сдать экзамен.
Задача 1.
Идеальный газ постоянной массы расширяется по закону $pV^n=const$. В каком интервале должно лежать значение $n$, чтобы газ при расширении...
Категория:
Первое начало термодинамикиПодготовка в СУНЦ МГУ - МКТ-2. Экзамен в 11 класс.
Продолжаю серию статей по задачам экзамена в СУНЦ МГУ прошлых лет. Чем большее разнообразие задач будет вами освоено - тем больше шансов сдать экзамен.
Задача 1.
Представьте в координатах $V_T$ три изобары идеального газа: а) давление равно $p$, количество молей - $\nu$; б) давление равно...
Категория:
ИзопроцессыПодготовка в СУНЦ МГУ - МКТ, экзамен в 11 класс
Продолжаю серию статей с решением задач вступительного экзамена в СУНЦ МГУ. В этой статье вам предлагаются задачи по теме "Молекулярно-кинетическая теория". Задачи разные, иногда "на подумать" - довольно интересные.
Задача 1.
Закрытый цилиндрический сосуд, расположенный горизонтально, разделен на две части легкоподвижным теплопроводящим поршнем. Каково будет...
Категория:
ИзопроцессыГазовые законы: графические задачи
Графические задачи часто трудно даются моим ученикам. Думаю, эти задачи вообще труднее расчетных. Но этот пробел можно закрыть: всякое умение тренируется. Не устаю повторять: опыт решения делает из "задач-врагов" - "задачи - старые знакомые", "задачи- детективы", "задачи - открытия".
Задача 1.
Изобразить на $p-V$ и...
Категория:
ИзопроцессыПоршни большие и маленькие
Все задачи этой статьи - задачи, связанные с изопроцессами. Когда меняется объем - неизбежно меняется и давление, а если газ нагреть под поршнем - то давление останется тем же, а вот объем - нет.
Задача 1.
Один конец цилиндрической трубки длиной 25 см и радиусом 1...
Категория:
ИзопроцессыПодводные лодки и фляжки
У подводных лодок с фляжкой или стаканом, погруженным в воду, есть нечто общее: внешнее давление, которое воздействует на внутренний воздушный карман. В этой статье речь пойдет о погруженных на глубину лодках, и не только.
Задача 1.
Во фляжке емкостью 0,5 л находится 0,3 л воды,...
Категория:
ИзопроцессыТрубки со ртутью
Когда трубка расположена горизонтально, то давления в правом и левом воздушных карманах одинаковы. Когда трубку перевернут вертикально, давление в верхней части станет меньше (так как объем увеличится из-за сползания столбика ртути вниз под действием силы тяжести), а в нижнем – больше (будет давить столбик ртути)....
Категория:
ИзопроцессыЗадача про бедную пробирку
В этой задаче бедную пробирку мучают и так и сяк: то поставят, то перевернут, а то и вовсе раскручивают то за открытый, то за закрытый конец. И при этом столбик ртути внутри, конечно, не остается неподвижным, а реагирует на все эти фокусы, смещаясь внутри пробирки....
Категория:
ИзопроцессыИзопроцессы: графические задачи-1
В этой статье мы разберем, как решать графические задачи: будем перерисовывать графики процессов, происходящих с газом, в новые оси. Задачи достаточно простые: в них вы не встретите ни одного не изопроцесса.
Задача 1.
Перечертить процесс, происходящий с газом из осей $p,V$ в оси $V,T$ и...
Категория:
ИзопроцессыИзопроцессы. Текстовые задачи
Изо- - значит, неизменный, равный. Изопроцесс - это такой процесс, который производят с газом либо при неизменной температуре, либо при неизменном давлении, либо при неизменном объеме. При этом газ подчиняется уравнению состояния идеального газа, которое превращается в каждом процессе либо в закон Бойля-Мариотта, либо в...
Категория:
ИзопроцессыИзопроцессы. Задачи А8.
//
//
1. На рисунке показан график процесса, происходящего с постоянной массой газа.
Участок 1-2 соответствует: