Делать оба варианта!!!

I вариант

1. Внутренняя энергия макроскопических тел зависит…

А. только от температуры

Б. от температуры и объема

В. только от объема

Г. от потенциальной и кинетической энергии тела

2. Как изменяется внутренняя энергия тела при его охлаждении?

А. увеличивается

Б. уменьшается

В. у газообразных тел увеличивается, у жидких и твердых тел не изменяется

Г. у газообразных тел не изменяется, у жидких и твердых тел уменьшается

3. Металлический стержень нагревают, поместив один его конец в пламя. Через некоторое время температура металла в точке А повышается. Это можно объяснить передачей энергии от места нагревания в точку А

Б. путем конвекции и теплопроводности

Г. путем теплопроводности, конвекции и лучистого теплообмена примерно в равной мере

4. Сравните удельные теплоемкости тел, используя график зависимости температуры t от времени , для трех тел равной массы, получивших одинаковое количество теплоты.

5. Кастрюлю с водой поставили на газовую плиту. Газ горит постоянно. Зависимость температуры воды от времени представлена на рисунке. Из графика можно сделать вывод, что…

А. теплоемкость воды увеличивается с течением времени

Б. через 5 минут вся вода испарилась

В. при температуре 350 К вода отдает воздуху столько тепла, сколько получает от газа

Г. через 5 минут теплоемкость воды достигла максимального значения

6. На рисунке представлен график зависимости абсолютной температуры Т воды массой m от времени t при осуществлении теплоотвода с постоянной мощностью Р. В момент времени t=0 вода находилась в газообразном состоянии. Какое из приведенных ниже выражений определяет удельную теплоемкость жидкой воды по результатам этого опыта?

А. Б.

В. Г.

7. Температура гелия в запаянном сосуде повысилась с 20 0 С до 60 0 С. Масса гелия равна 0,3 кг. Какое количество теплоты получил гелий? Удельная теплоемкость гелия 3100 Дж/(кг∙ 0 С)

А. 74,8 кДж Б. 62,4 кДж

В. 31,2 кДж Г. 37,2 кДж

8. В кастрюлю с 2 л воды, взятой при температуре 25 0 С, долили 3 л кипятка при температуре 100 0

А. 50 0 С Б. 63 0 С

В. 70 0 С Г. 75 0 С

9. При включении кипятильника вода в кружке нагревается. На рисунке приведен график изменения температуры воды по мере передачи ей теплоты. Какое количество теплоты нужно передать воде, чтобы ее температура увеличилась на 20 0 С?

А. 0,2 кДж Б. 0,5 кДж

В. 0,3 кДж Г. 0,4 кДж

А. 1 кДж/(кг∙К)

Б. 1,5 кДж/(кг∙К)

В. 1,25 кДж/(кг∙К)

Г. 2 кДж/(кг∙К)

II вариант

1. Внутренняя энергия идеального газа определяется…

А. кинетической энергией хаотического движения молекул

Б. потенциальной энергией взаимодействия молекул

В. энергией движения и взаимодействия молекул, из которых состоит тело

Г. потенциальной и кинетической энергией тела

2. С поверхности воды в сосуде происходит испарение при отсутствии теплообмена с внешними телами. Как в результате этого процесса изменяется внутренняя энергия испарившейся и оставшейся воды?

А. испарившейся – увеличивается, оставшейся - уменьшается

Б. испарившейся уменьшается, оставшейся - увеличивается

В. испарившейся – увеличивается, оставшейся – не изменяется

Г. испарившейся – уменьшается, оставшейся – не изменяется

3. Металлическую трубку очень малого диаметра, запаянную с двух сторон и заполненную газом, нагревают. Через некоторое время температура газа в точке А повышается. Это можно объяснить передачей энергии от места нагревания в точку А

А. в основном путем теплопроводности

Б. в основном путем конвекции

В. в основном путем лучистого теплообмена

Г. путем теплопроводности, конвекции и лучистого теплообмена в равной мере

4. По графику зависимости температуры t от времени для трех тел равной массы, получивших одинаковое количество теплоты, сравните удельные теплоемкости тел.

А. Б.

В. Г.

5. На рисунке приведен график зависимости температуры некоторой массы вещества от времени нагревания. Согласно графику…

А. температура вещества прямо пропорциональна времени нагревания

Б. в промежутке времени от 0 до t 1 температура вещества повышается, а затем вещество кипит

В. в промежутке времени от 0 до t 1 температура вещества повышается, а затем вещество плавится

Г. в промежутке времени от 0 до t 1 идет повышение температуры вещества, а в промежутке от t 1 до t 2 температура не меняется

6. На рисунке представлен график зависимости температуры Т воды массой m от времени t при осуществлении теплоотвода с постоянной мощностью Р. В момент времени t=0 вода находилась в газообразном состоянии. Какое из приведенных ниже выражений определяет удельную теплоту конденсации водяного пара по результатам этого опыта?

А. Б.

В. Г.

7. Для нагревания кирпича массой 2 кг от 20 0 С до 85 0 С затрачено такое же количество теплоты, как и для нагревания той же массы воды на 13 0 С. Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг∙ 0 С). Теплоемкость кирпича равна

А. 840 Дж/(кг∙ 0 С) Б. 21000 Дж/(кг∙ 0 С)

В. 2100 Дж/(кг∙ 0 С) Г. 1680 Дж/(кг∙ 0 С)

8. В кастрюлю с 3 л воды, взятой при температуре 25 0 С, долили 2 л кипятка при температуре 100 0 С. Какая температура воды установилась в кастрюле?

А. 50 0 С Б. 63 0 С

В. 55 0 С Г. 75 0 С

9. На рисунке приведен график зависимости температуры твердого тела от отданного им количества теплоты. Масса тела 4 кг. Какова удельная теплоемкость вещества этого тела?

А. 0,002 Дж/(кг∙К) Б. 0,5 Дж/(кг∙К)

В. 500 Дж/(кг∙К) Г. 40 000 Дж/(кг∙К)

10. Экспериментально измеряли количество теплоты, которое отдает 1 кг вещества при остывании. Результаты измерений указаны точками на рисунке. Чему равна удельная теплоемкость данного вещества?

А. 1 кДж/(кг∙К)

Б. 1,5 кДж/(кг∙К)

В. 1,25 кДж/(кг∙К)

Г. 2 кДж/(кг∙К)

Иногда необходимо произвести резку стеклянной трубки, изменить её форму или длину, при этом максимально сохранив толщину стенки и ровные края (без торчащих острых обломков).

Это без особых усилий можно сделать в домашних условиях, используя газовую горелка или свечку. Надо помнить, что обычное стекло – это не кристаллическое, а аморфное вещество, то есть очень вязкое вещество. Стекло не имеет строго установленной температуры плавления, например, как у металлов. При плавном повышении температуры стекло нагревается, размягчается, затем постепенно теряет форму и превращается в вязкую текучую жидкость.

Для работы со стеклянными трубками небольших диаметров (размерами с карандаш или фломастер) сгибание стеклянных трубок производят при температуре около 450 0 С. Для сгибания стеклянных трубок из лабораторного стекла нужна большая температура, - 600 0 С и выше.

Итак, резка стеклянных трубок .

Возьмём стеклянную трубку, в том месте, где нужно её разрезать, сделаем небольшой надпил мелким напильником (создадим условие развития трещины) по окружности трубки. Далее берём трубку с 2-х сторон как можно ближе в надрезу и надломим её одновременно растягивая в стороны. Не забудьте обернуть трубку в ткань, чтобы не повредить руки обломками.
После разрезания трубки необходимо оплавить её края, для чего можно поместить конец трубки в пламя горелки или подержать над свечкой.

Для применения стеклянных трубок в химических реакциях на конец трубки одевают резиновую пробку или шланг, предварительно смазав конец трубки глицерином. При резке стеклянной трубки с толстыми стенками также делается кольцевой начальный надрез, затем эта зона равномерно нагревается над свечкой или горелкой, но не до размягчения! В нагретое место можно капнуть каплю холодной воды. Таким способом можно инициировать развитие появление и развитие кольцевой трещины, после чего трубка сама должна сломаться в зоне надреза.

Теперь попробуем согнуть стеклянную трубку. Для этого, конечно, разогреем её, но не до полного размягчения, а так, что бы держа её за один конец, второй конец изгибался под собственным весом. Вынимаем трубку из пламени, сгибаем – вот и всё!
Но такой способ сгибания стеклянных трубок будет не совсем правильным, потому что при сгибе образуется местное утонения. Поэтому лучше поступить так: нагревать стеклянную трубку нужно равномерно по всей окружности, учитывать прогрев зоны около места изгиба. Медленно вращая трубку можно добиться значительно лучшего результата!

При сгибании стеклянных трубок с более толстыми стенками, нужно один её конец закрыть крышкой, а когда трубка согнётся, очень аккуратно, чтобы не образовались дырки, вдуть воздух в трубку. После сгибания стеклянных трубок , когда они ещё горячие, их нельзя класть на холодные подставки, особенно местами сгибов. Это приводит к появлению трещин. Для этих целей лучше всего подойдёт деревянная подставка. Во всяком случае, лучше всего класть трубки, чтобы нагретое место не касалось предметов.

, также, как и их сгибание, производится при нагреве до размягчения стекла.

Если нам необходимо получить трубку с зауженным сечением, то после её нагрева достаточно растянуть трубку за её концы. Нужно также учесть, что температура и скорость растягивания трубки влияют на результат – получается короткий или длинный участок с изменённым сечением.

Если нам нужно получить трубку с оттянутым концом, тогда сделаем так: Нагреем трубку до размягчения, извлечем её из пламени и растянем, после чего отрежем часть трубки с месте образовавшегося сужения. У нас получается очень тонкой и острый конец трубки. Чем медленнее происходило растягивание стеклянной трубки, тем более толстые края у неё оставались, что может предупредить появление очень тонких стенок. Также, растягивание трубок должно производиться при непрерырвном вращении их в пламени для равномерного нагрева зоны растяжки

Если нам нужно замкнуть трубку с одного конца, то растягивать нужно в пламени и достаточно быстро. При этом образующийся тонкий капилляр легко заплавить. После заплавления конца трубки можно слегка подуть в ней, чтобы в конце трубки образовалась небольшая полость.

Для пайки стеклянных трубок необходимо хорошо их нагреть (до размягчения и проявления свойств текучести стекла).

Это более сложная операция, чем просто резка или сгибание стеклянных трубок. Для пайки трубок, предварительно, их соответствующие концы после нагрева необходимо немного расширить, чтобы получился вид воронки. Это можно сделать с помощью графитового стержня. Если паяются стеклянные трубки разного диаметра, то конец одной трубки надо сузить (это происходит в пламени), конец другой – нагреть, затем оба прикладывают к друг-другу. Дальнейший нагрев зоны соединения и небольшой поддув воздуха в трубки позволит выровнять получившийся шов.

При пайке стеклянных трубок может получиться отверстие в трубке, которое без особого труба паяется расплавленным концом стеклянной палочки. Надо помнить, что в случае недостаточного прогрева зоны деформации, при сгибании, растягивании и пайке стеклянных трубок в момент остывания появляются трещины.

Иногда приходится соединить две трубки не по торцам, а, например, в центральной её части. Это несложно сделать. Нужно нагреть трубку в том месте, где планируется получить отверстие. Когда трубка будет достаточно разогрета, нужно плотно закрыть один конец трубки, например, пробкой. Во второй конец будем дуть. При вдувании воздуха в в зоне, где трубка была нагрета, будет образовываться стеклянный пузырь с очень тонкими стенками. Если аккуратно проткнуть такой пузырь стеклянной палочкой, то получим достаточно ровное круглое отверстие.

Как выдуть стеклянный шар?! Чтобы изготовить стеклянный шар, используем стеклянную трубку. Перед началом необходимо заплавить один конец этой трубки (способ закплавки указан выше). Будет сильно нагревать трубку, расположив её в вертикальном положении, чтобы жидкое стекло постепенно стекало вниз и скапливалось у заплавленного конца. Нужно не забывать вращать трубку, чтобы стенки получились равномерными по толщине и хорошо прогревались.

Когда внизу трубки накопится достаточное количество стекла, извлекаем трубку из пламени и, не останавливая вращения, начинаем слегка вдувать в неё воздух.

При спаивании стеклянных трубок необходимо соблюдать следующие условия:

1. Спаиваемые стеклянные-трубки должны быть из одного сорта стекла. Если спаивают трубки из разных сортов стекла, то коэффициент расширения и температура размягчения их должны быть близки-друг к другу.
2. Торцы спаиваемых трубок должны быть чистыми и ровными. Лучше всего спаивать только что-обрезанные концы трубок.

Спаивание трубок одинакового диаметра (до 16 мм). Конец одной из спаиваемых трубок закрывают пробкой или асбестом, конец другой трубки оплавляют и оставляют открытым. Концы трубок, подлежащих спаиванию, разогревают на небольшом и не слишком сильном пламени при постоянном вращении (рис. 41). Как только стекло начнет размягчаться, приводят разогретые концы трубок в соприкосновение в одной точке под небольшим углом друг к другу. Когда концы трубок прилипнут (спаяются), отрезки вы прямляют, придавая им горизонтальное положение. В результате концы трубок соединяются по всей длине окружности торца. При этом еле заметным нажимом сдвигают трубки к месту спая.

Рис. 41. Вращение трубок при спаивании

После образовавния спайного шва спаянную трубку, вращая, несколько растягивают в стороны вне пламени с одновременным поддуванием воздуха в открытый и оплавленный конец одной из трубок, в этом случае получается ровный шов (рис. 42). Затем увеличивают подачу газа и воздуха в горелку и при вращении снова размягчают стекло в месте спая. Размягченное стекло, вращая, немного осаживают для накопления в месте спая размягченной стекломассы. После этого, вынув его из пламени, поддуванием воздуха раздувают небольшое вздутие диаметром, несколько большим диаметра трубки.

Рис. 42. Последовательность операций спаивания трубок одинакового диаметра

При выдувании вздутия первоначальные неровности шва разглаживаются. Все операции производят, вращая трубки как в пламени, так и вне его. В противном случае размягченное стекло будет накапливаться (стекать) в нижней части шарика, вызывая неравномерную толщину стенок. Полученное раздувом вздутие снова разогревают в пламени горелки до размягчения. Затем вынимают из пламени, осторожно поддувают и немного растягивают до тех пор, пока диаметр места спая не будет равен диаметру спаиваемых трубок. При спаивании трубок иногда в месте спая образуются щели из-за неплотного соединения торцов трубок. Этот дефект устраняют, сгибая трубки в месте спая под соответствующими углами: Если щель при этом не затягивается, то место, где она находится, нагревают на узком пламени горелки и к краю щели прикасаются нагретой стеклянной палочкой, с помощью которой сближают края щели до их полного спаивания. Место спая отжигают на светящемся пламени горелки и помещают для охлаждения на деревянную подкладку.

Спаивание трубок различного диаметра . При спаивании трубок различного диаметра на широкой трубке предварительно оттягивают державу, узкий конец которой отрезают прикосновением холодной стеклянной палочки к еще горячему конусу. Обрезать узкую часть державы можно также твердосплавным резаком после ее охлаждения. Диаметр конуса в месте разреза должен быть немного больше диаметра приплавляемой трубки. Конец обрезанного конуса широкой трубки при вращении нагревают в пламени горелки, немного осаживая стекло до диаметра припаиваемой трубки. Края конусного отреза при этом несколько утолщаются. Затем конец узкой трубки разогревают, как указывалось ранее, и припаивают к конусному концу широкой трубки (рис. 43).

Рис. 43. Последовательность операций, спаивания трубок разного диаметра

Для получения ровного и плавного перехода широкой трубки к узкой конец широкой трубки закрывают пробкой или асбестом и нагревают при вращении в нешироком пламени горелки таким образом, чтобы пламя не охватывало узкую трубку, а лишь нагревало место перехода и сам спай. После размягчения стекла в месте спая вынимают трубку из пламени и поддувают воздух через узкую трубку до тех пор, пока не образуется плавный переход. Эту операцию обычно производят в два-три приема, периодически разогревая место спая и поддувая воздух.

Спай после обработки отжигают. Конец узкой трубки, через который поддувают воздух, должен быть оплавлен. Этим способом изготовляют форштосы и аллонжи. Последние после спаивания загибают иод определенным углом.

Спаивание широких стеклянных трубок (рис. 44). Спаивание широких трубок значительно сложнее, чем спаивание узких, и требует большого навыка. У каждого отрезка широких трубок с одного конца с помощью припаянной стеклянной палочки оттягивают державу 1. Узкий конец державы берут в левую руку и разогревают при вращении на нешироком пламени горелки в месте перехода. Правой рукой с помощью тонкого конца державы или стеклянной палочки снимают избыток стекла справа от трубки 2 на выходе разогреваемой части из пламени. Разогреваемая часть конуса трубки при этом находится в пламени.

Рис. 44. Последовательность операций спаивания широких трубок

Образовавшийся залив продолжают при вращении разогревать под углом к факелу пламени, немного стапливая стекло. Вынув конус из пламени, производят небольшой поддув воздуха для образования закругленного дна у конусного конца трубки 3. Затем тупой конец заплавленного конуса нагревают до сильного размягчения и, вынув из огня, быстро с силой поддувают воздух в трубку 4. Размягченное стекло на конце раздувается в тонкостенный пузырь «выдув». Не следует далее раздувать стекло, так как образующийся пузырь лопается с сильным треском. Тонкая стеклянная пленка раздутого пузыря счищается, образуется ровный торец. Образование ровной торцовой поверхности происходит вследствие резкого перехода от тонкой стенки выдува к толстым стенкам трубки. Торец трубки 5 оплавляют, оплавленный торговый край называют губками. Такую же операцию проводят с другой трубкой.

Если торцы не имеют ровной поверхности, их разогревают и прикладывают к графитовой плитке. Если образующиеся при этом торцовые концы имеют разный диаметр, то конец меньшего диаметра разогревают при вращении и развертывают с помощью графитовой или деревянной развертки до нужного диаметра. При развертывании развертку берут в правую руку и под некоторым углом производят круговое вращение внутри отверстия трубки. Можно вместо раздувания тонкостенного шарика просто отрезать узкие концы держав (отступив от места перехода трубки в конус) прикосновением стеклянной холодной палочки к нагретому стеклу, или отрезать охлажденные концы держав твердосплавным резаком. Следует помнить, что только обычное стекло (23, Л-80, 29 и циркониевое) дает при прикосновении холодной стеклянной палочки ровную круговую трещину. Стекла молибденовое и «Пирекс» почти невозможно ровно отрезать таким образом.

Отрезанные концы конусов обеих трубок должны иметь одинаковый диаметр (трубка 6). Чтобы место спая имело одинаковую с трубкой толщину стекла, его разогревают и, вынув из пламени, немного поддувают. Затем снова нагревают при вращении, осаживая стекло, до того момента, когда толщина спая будет больше, чем толщина спаиваемых трубок 7, после чего спаянную трубку вынимают из пламени и при вращении раздувают в месте спая небольшое вздутие (трубка 8). Эту операцию проделывают в несколько приемов. Вздутую часть трубки в месте спая снова нагревают при вращении и, вынув из пламени и слегка поддувая, растягивают до диаметра спаиваемых трубок 9, добиваясь ровного к гладкого спая.

Иногда при длительном разогревании места, спая происходит расстекловывание стекла, в особенности стекол (23, Л-80, 29 и др.) и содержащих значительное количество оксида натрия. В месте спая стекло мутнеет из-за кристаллизации и выгорания оксида натрия. При появлении этого дефекта нужно опустить марлевый помазок на проволоке в концентрированный раствор поваренной соли и поместить в факел пламени ниже обогреваемого изделия. Пламя при этом окрашивается в ярко-желтый цвет. Через некоторое время место спая приобретает прозрачность. Затем место спая немедленно подвергают отжигу на более холодном, а потом на светящемся пламени горелки или в муфельной печи, нагретой до соответствующей температуры в зависимости от сорта стекла. В противном случае в. месте спая образуется трещина и припаянная трубка отламывается. Изготовление более сложных спаев будет описано в гл. 4.

Задачи средней трудности. В2. В стеклянной трубке, запаянной с одного конца, находится воздух, запертый столбиком ртути

В2. В стеклянной трубке, запаянной с одного конца, находится воздух, запертый столбиком ртути. При 20 °С длина запертого воздушного столба была 180 мм. При опускании трубки в сосуд с горячей водой, имеющей температуру 80 °С, длина воздушного столба увеличилась до 217 мм. Каково значение объемного расширения воздуха?

В3 . Определить, каким был бы коэффициент объемного расширения идеального газа, если бы за начальный объем его принимали объем не при t 0 = 0 °С, а при t 1 = 100 °С?

В4 . Объем некоторой массы идеального газа при нагревании на 1°С при постоянном давлении увеличился на 1/335 своего первоначального значения. При какой температуре находился газ вначале?

В5 . При какой температуре находился газ, если при нагревании его на Dt = 22 °С при постоянном давлении объем удвоился? Для каких газов это возможно?

В6 . До какой температуры нужно нагреть воздух, взятый при t = 20 °С, чтобы его объем удвоился, если давление останется постоянным?

В7 . Открытую пробирку с воздухом при давлении р 1 медленно нагрели до температуры t 1 , затем герметически закрыли и охладили до температуры t 2 = 10 °С. Давление при этом упало до p 2 = 0,7р 1 . До какой температуры t 1 была нагрета пробирка? Тепловым расширением пробирки пренебречь.

В8 . Когда газ, объем которого оставался неизменным, нагрели на 30°, его давление увеличилось на 10%. Какова начальная температура газа?

В9. В баллоне находилось некоторое количество газа при атмосферном давлении р 1 = 1,0 атм. При откры­том вентиле баллон был нагрет, после чего вентиль закрыли, и газ остыл до температуры Т 2 = 10 °С При этом давление в баллоне упало до р 2 = 0,70 атм. На сколько градусов баллон нагревали?

В10. Давление воздуха в автомобильной камере при температуре –13 °С было 160 кПа (избыточное над атмо­сферным). Каким станет давление, если в результате длительного движения автомобиля воздух нагрелся до 37 °С?

В11. Стальной баллон, снаб­женный манометром, содержит сжатый газ. При 10 °С манометр показывает давление 0,26 МПа, а при 32 °С он показывает давле­ние 0,28 МПа. Найти по этим данным температурный коэффи­циент давления.

Задачи трудные

С1. Полый шарик объема V = 100 см 3 снабжен длинной трубкой с делениями. Объем трубки между соседними делениями DV = 0,2 см 3 . В шарике и части трубки находится воздух, который отделен от наружного воздуха каплей ртути. При температуре t = 5 °С капля ртути стоит у деления п = 20. В каких пределах можно измерять температуру таким термометром, если трубка имеет N = 100 делений? Тепловым расширением шарика и трубки пренебречь.

С2 . В запаянной цилиндрической трубке, расположен­ной горизонтально, находится воздух при нормальных условиях. Трубка разделена подвижным поршнем на две части, отношение объемов которых V 1 /V 2 = =l/2. До какой температуры t 1 следует нагреть меньшую часть трубки и до какой температуры t 2 охладить бóльшую часть трубки, чтобы поршень делил трубку на две равные части? Нагревание и охлаждение обеих частей производится при V/T = const.

С3 . К цилиндру с площадью поперечного сечения S со свободно скользящим невесомым поршнем, напол­ненному газом, подключен через тонкую трубку с краном откачанный баллон объема V . На какую высоту опустится поршень если открыть кран? Цилиндр поддерживается при температуре Т 1 , а баллон – при температуре Т .

С4. В цилиндре под поршнем находится некоторая масса водорода при температуре 30 °С, занимающая при давлении в 2,0 атм объем 8,0 л. Как изменилась температура водорода, если при неизмен­ном давлении объем его уменьшился настолько, что при этом была совершена работа 50 Дж?

С5. Сколько ртути войдет в стеклянный баллончик объемом V = 5,0 см 3 (рис. 3.4), нагретый до t 1 = 400 °С, при его остывании до t 2 = 16 °С, если плотность ртути при до t = 16 °С, равна r = 13,6 г/см 3 ?

С6 . Бутылка, наполненная га­зом, плотно закрыта пробкой пло­щадью сечения 2,5 см 2 . До какой температуры надо нагреть газ, чтобы пробка вылетела из бутылки, если сила трения, удерживаю­щая пробку, 12 Н? Первоначаль­ное давление воздуха в бутылке и наружное давление одинаковы и равны 100 кПа, а начальная температура равна –3 °С.

С7. Манометр на баллоне с газом в помещении с темпера­турой t 1 = 17 °С показывает давление р = 240 кПа. На улице показание манометра уменьшилось на Dр = 40 кПа. Найти температуру воздуха на улице, если атмосферное давление р 0 = 0,1 МПа.

С8. В цилиндре под поршнем находится воздух при давлении р 1 = 0,20 МПа и температуре t 1 = 27 °С. Какой массы груз m нужно положить на поршень после нагревания воздуха до температуры t 2 = 50 °С, чтобы объем воздуха в цилиндре был равен первоначальному? Площадь поршня S = 30 см 2 .

С9. В цилиндре сечением S , закрытом поршнем с массой М , находится m г азота при температуре Т и давлении р . Какова сила трения между поршнем и стенками цилиндра, если для того, чтобы сдвинуть поршень, газу сообщили количество тепла Q . Атмосферное давление равно р 0 , а удельная теплоемкость азота при постоянном объеме c а.

С10. Поршни двух одинаковых цилиндров связаны жестко таким образом, что объемы под поршнями равны между собой (рис. 3.5). В оба цилиндра введена одинако­вая масса воздуха при температуре Т . Затем один из цилиндров нагревается до температуры Т 1 , а другой поддерживается при начальной температуре Т. Каково будет давление в цилиндрах? Весом поршней прене­бречь. Атмосферное давление р 0 .

Рис. 3.5 Рис. 3.6

С11. В гладкой горизонтально закрепленной трубке, профиль которой показан на рис. 3.6, находятся два поршня, соединенных легким тонким стержнем. Площади поршней S 1 = 10 см 2 и S 2 = 40 см 2 . Правый поршень соединен пружиной жесткости k = 400 Н/м с точкой О . В первоначальном состоянии температура всюду Т 0 = 300 К. Давление между поршнями равно внешнему р 0 = 100 кПа, пружина недеформирована. Затем газ между поршнями нагрели на DТ = 100 К, а точку О переместили вправо на такое расстояние х , чтобы положение поршней не изменилось. Найти х .

С12. В контейнере высотной ракеты сначала было давление р 0 = 1 атм. Во сколько раз увеличилась температура внутри ракеты при ее взлете, если установленный в контейнере ртутный барометр стал показывать 0,6р 0 ? Ракета взлетает вертикально с постоянным ускорением g .

С13. Цилиндрическая пробирка длиной l = 30 см, содержащая некоторое количество воздуха при температуре Т 1 = 300 К, полностью погружена в глицерин, плотность которого r = 1,3 г/см 3 . При этом поверхность глицерина внутри трубки находится в ее середине (рис. 3.7,а ).