• Предыдущая задача

 61(410). Тонкий подвижный теплопроводящий поршень делит герметичный цилиндр на две части. С одной стороны от поршня находится m = 1 г воды, с другой стороны − воздух под давлением p = 0,28 атм. Начальная температура в цилиндре t₁ = 7 °С. При медленном нагревании поршень в некоторый момент начинает двигаться, при температуре t₂ = 100 °С останавливается и при дальнейшем нагревании остаётся неподвижным.
 1) Какая масса воды находится в начальный момент в газообразном состоянии?
 2) Найдите объём цилиндра.

• Предыдущая задача

 59(382). В цилиндре под поршнем находится ненасыщенный водяной пар под давлением p = 1 атм. В процессе изобарического сжатия конечный объем, который занимает пар, оказывается в k = 4 раза меньше по сравнению с объемом, который он занимал вначале. При этом часть пара сконденсировалась, а объем образовавшейся воды составил α = 1/1720 от конечного объема пара. Во сколько раз уменьшилась температура пара в указанном процессе? Плотность воды ρ = 1 г/см³, молярная масса пара М = 18 г/моль.

 Решение.
 В исходном состоянии имеется ненасыщенный водяной пар, который будем рассматривать как идеальный газ. Запишем уравнение состояния данного газа:

• Предыдущая задача

• Предыдущая задача

 56(368). Летним днем перед грозой плотность влажного воздуха (масса пара и воздуха в м³) ρ = 1140 г/м³ при давлении p = 100 кПа и температуре 30 °С. Найти отношение парциального давления водяного пара, содержащегося в воздухе, к парциальному давлению воздуха. Принять, что молярные массы воздуха и пара μ_в = 29 г/моль, μ_n = 18 г/моль, газовая постоянная R = 8,31 Дж/(моль•К).

 Решение.
 Давление влажного воздуха складывается из парциальных давлений воздуха и пара

p = p_в + p_n. (1)
Кроме того, очевидно, что плотность влажного воздуха равна

• Предыдущая задача

 29(345). Вода и водяной пар находятся в цилиндре под поршнем при температуре 110 °С. Вода занимает при этом 0,1 % объема цилиндра. При медленном изотермическом увеличении объема вода начинает испаряться. К моменту, когда она вся испарилась, пар совершил работу величиной A = 177 Дж, а объем, который он занимал, увеличился на ΔV = 1,25 л. Найти давление, при котором производился опыт. Сколько воды и пара было в цилиндре в начальном состоянии?

 Решение.
 Процесс испарения воды происходит при постоянном давлении, так как пар при этом остается насыщенным. Таким образом, работа, совершенная паром к моменту испарения всей воды

• Предыдущая задача

 54(343). В сосуде находятся водяной пар и вода при температуре 100 °С. В процессе изотермического расширения вода начинает испаряться. К моменту, когда она вся испарилась, объем пара увеличился в β = 10 раз. Найдите отношение объемов пара и воды в начале опыта.

 Решение.
 Процесс идет при постоянном давлении p = 10⁵ Па.
 Пусть в начале опыта объемы пара и воды равны V_n и V_в соответственно. Тогда можно записать

pV_п = (m_п/M)RT, pβV_п = (m_п + ρ_вV_в)RT/M,

• Предыдущая задача

 50(333). Легкая подвижная перегородка делит герметичный теплопроводящий сосуд на две неравные части, в которых находится воздух при атмосферном давлении и комнатной температуре. В меньшую часть сосуда впрыснули легко испаряющуюся жидкость, давление насыщенного пара которой при комнатной температуре равно p_n = 3,5 атм. Спустя некоторое время перегородка перестала двигаться, а жидкость почти вся испарилась. Объем части сосуда, в которой находятся воздух и пары, увеличился при этом вдвое по сравнению с первоначальным. Какую часть объема сосуда составляла вначале его меньшая часть? Объемом, занимаемым жидкостью в начале и в конце опыта, можно пренебречь.

 Решение.

• Предыдущий вопрос

Зачем открывать духовку?
 212. Моя бабушка утверждает, что в сырую погоду духовка согревается скорее, если некоторое время подержать ее открытой, а затем, буквально перед включением, закрыть. Так ли это, и если да, то почему?

 Ответ:
 В литературе мне встретилось лишь одно-единственное упоминание об этом эффекте. Почему бы вам не поэкспериментировать с собственной духовкой? Понаблюдайте, способствует ли увеличение влажности воздуха в духовке более быстрому ее нагреву. Меньше ли при этом потребуется тепла, чтобы нагревать воздух, скажем, на один градус? Изменится ли в этом случае циркуляция воздуха?

---

 Смотрите еще

• Предыдущий вопрос

Долина смерти.
 178. Долина смерти − самое низкое место на Американском континенте и самое жаркое место в мире. Температура здесь может несколько дней подряд держаться на уровне 50 °С, однажды была даже зарегистрирована температура 57 °С. Нет ли с точки зрения физики какого-либо противоречия в том, что в столь низком месте бывает так жарко? Напротив, не должно ли в долине быть относительно прохладно, поскольку на вершинах гор, окружающих долину, воздух холодный, а, как известно, горячий воздух поднимается вверх, а холодный опускается вниз?

 Ответ:

• Предыдущий вопрос

Почему западные склоны гор более зеленые?
 174. В США западные склоны гор и холмов, как правило, имеют более густой зеленый покров, чем восточные? Бывает даже так, что восточный склон практически гол, а западный покрыт густой растительностью. Почему?

 Ответ:

• Предыдущая задача

 45(316). При изотермическом сжатии m = 9 г водяного пара при температуре T = 373 K его объем уменьшился в 3 раза, а давление возросло вдвое. Найдите начальный объем пара.

 Решение.
 То, что давление пара возросло не втрое, а вдвое, означает, что в результате сжатия пар стал насыщенным и его давление p = 10⁵ Па.
 Тогда для параметров пара в начальном состоянии имеем уравнение

pV/2 = (m/M)RT,
откуда для начального объема получаем
V = 2mRT/(Mp) ≈ 31•10⁻³ = 31 (л).

• Следующая задача

• Предыдущая задача

 44(314). На рисунке изображена изотерма влажного воздуха. Давление воздуха в точках 1, 2 и 3 равно ρ₁, ρ₂ и ρ₃ соответственно. Определите относительную влажность воздуха в этих точках.

 Решение.
 Из данной изотермы ясно, что сначала водяной пар, содержащийся и воздухе, ненасыщенный.
 В точке 2 он становится насыщенным и остается таким на всем участке 2 − 3. Таким образом, относительная влажность в точках 2 и 3 равна 100 %;
φ₂ = φ₃ = 100 %.

• Предыдущая задача

 72. Чему равна абсолютная влажность воздуха в комнате, если плотность водяного пара ρ = 60 г/м³.

 Решение.
 Абсолютная влажность воздуха − масса водяного пара, содержащаяся в единице объёма воздуха, то есть плотность содержащегося в воздухе водяного пара.
 По условию задачи плотность водяного пара ρ = 60 г/м³, следовательно, абсолютная влажность воздуха равна 60 г/м³.

• Следующая задача

• Предыдущая задача

• Предыдущая задача