№ 6.401.

Воздушный шар, оболочка которого имеет массу M = 145 кг и объем V = 230 м³, наполняется горячим воздухом при нормальном атмосферном давлении и температуре окружающего воздуха t₀ = 0 °С. Какую минимальную температуру t должен иметь воздух внутри оболочки, чтобы шар начал подниматься? Оболочка шара нерастяжима и имеет в нижней части небольшое отверстие.

Решение:

Ответ:

№ 6.402. 

Решение:

Ответ:

№ 6.403.

В вертикальном цилиндрическом сосуде с гладкими стенками под поршнем массой m = 10 кг и площадью поперечного сечения S = 50 см² находится разреженный газ (см. рис.). При движении сосуда по вертикали с ускорением, направленным вверх и равным по модулю a = 1 м/c², высота столба газа под поршнем постоянна и на 5 % меньше, чем в покоящемся сосуде. Считая температуру газа под поршнем неизменной, а наружное давление постоянным, найдите это наружное давление. Масса газа под поршнем постоянна.

Решение:

Ответ:

№ 6.404.

Решение:

Ответ:

№ 6.405.

Решение:

Ответ:

№ 6.406.  

Решение:

Ответ:

№ 6.412.

Решение:

Ответ:

№ 6.413.  

Решение:

Ответ:

№ 6.415.

Два одинаковых теплоизолированных сосуда соединены короткой трубкой с краном. Объём каждого сосуда V = 1 м³. В первом сосуде находится ν₁ = 1 моль гелия при температуре T₁ = 450 К; во втором — ν₂ = 3 моль аргона при температуре Т₂ = 300 К. Кран открывают. Определите давление в сосудах после установления равновесного состояния.

Решение:

Ответ:

№ 6.416.

В вертикальном цилиндрическом сосуде с площадью поперечного сечения S, ограниченном сверху подвижным поршнем массой M = 1 кг, находится воздух при комнатной температуре. Первоначально поршень находился на высоте H = 13 см от дна сосуда. Если на поршень положить груз массой m = 0,5 кг, то он окажется на высоте h = 12 см от дна сосуда. Определите площадь поперечного сечения поршня. Воздух считать идеальным газом, а его температуру — неизменной. Атмосферное давление принять равным 10⁵ Па. Трение между стенками сосуда и поршнем не учитывать.

Решение:

Ответ:

№ 6.417.

В закрытом сосуде объёмом V = 30 л находится влажный воздух массой m = 45 г при температуре t = 80 °C и давлении p = 160 кПа. Определите относительную влажность воздуха, находящегося в сосуде. Давление p_н насыщенных паров воды при температуре 80 °С равно 47 кПа.

Решение:

Ответ:

№ 6.418.

В сосуде под поршнем находится влажный воздух при давлении p₁ = 120 кПа и температуре t = 80 °C с относительной влажностью 70%. Объём под поршнем уменьшают в три раза при постоянной температуре. Каким станет давление влажного воздуха под поршнем? Давление насыщенных паров воды p_н при температуре t = 80 °С равно 47,3 кПа.

Решение:

Ответ:

№ 6.419.

Воздушный шар объёмом 1500 м³ с массой оболочки 400 кг имеет внизу отверстие через которое воздух в шаре нагревается горелкой при нормальном атмосферном давлении. Окружающий воздух имеет температуру 17 °C. При какой минимальной разности температур шар сможет поднять груз массой 200 кг? Оболочка шара нерастяжима.

Решение:

Ответ:

№ 6.420. М.Ю. Демидова. Типовые варианты по физике 2020 год.

Решение:

Ответ:

№ 6.421. М.Ю. Демидова. Типовые варианты по физике 2020 год.

Решение:

Ответ:

№ 6.424. ВМК-МГУ школе. Углубленный курс 2015 год

Стоящий вертикально цилиндрический закрытый сосуд высотой 0,8 м разделен на две части невесомым поршнем. На какой высоте установится поршень, если в верхней части сосуда находится гелий, а в нижней азот? Массы газов в обеих частях одинаковы.

Решение:

Ответ:

№ 6.425. ВМК-МГУ школе. Углубленный курс 2015 год

В озере на глубине 100 м при температуре 8˚С находится в равновесии шар массой 40 г, наполненный воздухом. Найти массу воздуха внутри шара, если атмосферное давление 99,7 кПа. Шар считать тонкостенным, изготовленным из резины.

Решение:

Ответ:

№ 6.426. ВМК-МГУ школе. Углубленный курс 2015 год

В баллон вместимостью 8 литров поместили азот массой 1,4 кг при температуре 227˚С. На сколько изменится давление азота в баллоне при повышении температуры на 100˚С, если 80% азота выйдет из баллона?

Решение:

Ответ:

№ 6.427. ВМК-МГУ школе. Углубленный курс 2015 год

Поршень массой 5 кг может без трения перемещаться в вертикальном цилиндрическом сосуде, обеспечивая при этом его герметичность. Сосуд с поршнем, заполненный газом покоится на. полу неподвижного лифта при атмосферном давлении 100 кПа, при этом расстояние от нижнего края поршня до дна сосуда находится на расстоянии 20 см. Когда лифт поедет вниз с ускорением равным 2 м/с², поршень сместится на 1,5 см. Какова площадь поршня, если изменение температуры газа не учитывать.

Решение:

Ответ:

№ 6.441.

В сельской местности люди обычно живут в деревянных домах. Трубы, по которым в дом подается из уличного водопровода холодная вода, имеющая температуру 8–10° С, опытные хозяева теплоизолируют и защищают от влаги, оборачивая влагостойкими материалами с низкой теплопроводностью. Это, наряду с проветриванием, позволяет уменьшить сырость в доме. Объясните, опираясь на известные физические законы, зачем это делается и почему описанные процедуры уменьшают сырость.

Решение:

Ответ:

№ 6.442.

Цветок в горшке стоит на подоконнике. Цветок полили водой и накрыли стеклянной банкой. Когда показалось солнце, на внутренней поверхности банки появилась роса. Почему? Ответ поясните

Решение:

Ответ:

№ 6.443.

В сосуде, закрытом поршнем, находится при комнатной температуре воздух, относительная влажность которого равна 50%, а масса пара равна m. Поршень медленно вдвигают в сосуд, уменьшая его объем в 8 раз, при постоянной температуре. Нарисуйте график зависимости массы пара в сосуде в этом процессе от объема сосуда.

Решение:

Ответ:

№ 6.444.

Известно, что вечерняя роса на траве — это к хорошей, ясной погоде, а сухая трава — к пасмурной. Объясните с точки зрения физических законов и закономерностей, почему это так.

Юный физик в летний вечер решил отправиться на прогулку и оценить, какая масса воды содержится в 1 м³ влажного атмосферного воздуха. Какие приборы ему необходимо взять с собой для того, чтобы провести необходимые измерения? Какие справочные (табличные) значения понадобятся ему для проведения вычислений?

Решение:

Ответ:

№ 6.445.

В закрытой комнате нагревается воздух. Как изменятся относительная влажность и плотность водяных паров в комнате? Считайте, что парциальное давление паров не изменяется.

Решение:

Ответ:

№ 6.446.

В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в комнате 29°C на стенке стакана с холодной водой начинается конденсация паров воды из воздуха, если снизить температуру стакана до 27°C. По результатам этих экспериментов определите абсолютную и относительную влажность воздуха. Для решения задачи воспользуйтесь таблицей. Поясните, почему конденсация паров воды в воздухе может начинаться при различных значениях температуры. Давление и плотность насыщенного водяного пара при различной температуре показано в таблице:

Решение:

Ответ:

№ 6.447.

В одном из двух сосудов, находящихся под подвижными поршнями, находится насыщенный водяной пар, в другом — сухой воздух. При постоянной температуре поршни начинают медленно поднимать вверх, увеличивая объем сосудов в 2 раза. На дне первого сосуда находится небольшое количество воды, к тому же к концу процесса вода испаряется не полностью. Постройте графики зависимости давления газов в сосудах в этих процессах от объема сосудов.

Решение:

Ответ:

№ 6.448.

Стеклянный сосуд, содержащий влажный воздух при 20°C плотно закрыли крышкой и нагрели до 55°C. Опираясь на законы молекулярной физики, объясните, как изменятся при этом парциальное давление водяного пара и относительная влажность воздуха в сосуде.

Решение:

Ответ:

№ 6.449.

В результате работы увлажнителя воздуха парциальное давление водяного пара в комнате возросло, при этом температура воздуха не изменилась. Как изменились относительная влажность воздуха и плотность водяных паров в комнате? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности вы использовали для объяснения.

Решение:

Ответ:

№ 6.451.

На столе стоит вертикальный цилиндрический сосуд, закрытый сверху подвижным герметичным поршнем, который вначале удерживают в неподвижном состоянии. Внутри сосуда под поршнем находятся влажный воздух, термометр, барометр и гигрометр. Установившиеся показания термометра, барометра и гигрометра равны +10 °C, 100 кПа и 80% соответственно. Стенки сосуда обладают хорошей теплопроводностью, температура воздуха снаружи цилиндра поддерживается постоянной. Как будут изменяться показания приборов, если начать медленно смещать поршень вниз? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения.

Решение:

Ответ:

№ 6.452.

Зимой школьник решил поставить опыт: полностью заполнил две тонкие пластиковые бутылки с практически нерастяжимыми стенками горячей водой (почти кипятком), потом из одной вылил воду, сразу же обе плотно закрыл крышками и выставил бутылки на мороз на всю ночь. В результате одна бутылка лопнула, а другая сплющилась. Объясните, основываясь на известных физических законах и закономерностях, какая из бутылок лопнула и почему.

Решение:

Ответ:

№ 6.453.

С 1 молем идеального газа проводят процесс 1−2−3, график которого изображён на рисунке в координатах n–p, где n — концентрация газа, а p — его давление. Постройте график процесса 1−2−3 в координатах V−T, где V — объём газа, а T — его температура. Опираясь на законы молекулярной физики и термодинамики, объясните построение графика.

Решение:

Ответ:

№ 6.454.

На рисунке представлен график процессов, происходящих с идеальным газом неизменной массы в координатах (n, p). Постройте график этих процессов в координатах (p, V). Опишите используемые при построении закономерности.

Решение:

Ответ:

№ 6.455.

В комнате при температуре t₀=18°C и давлении p₀ = 10⁵ Па находится горизонтально расположенный цилиндрический сосуд с хорошо проводящими теплоту гладкими стенками, закрытый подвижным поршнем (см. рисунок). Внутри сосуда находится одноатомный газ, а также термометр и барометр. В комнате протопили печь, и температура воздуха в комнате медленно увеличилась до t =24°C Будет ли во время нагревания воздуха в комнате смещаться поршень, и если да, то в какую сторону? Как при этом будут изменяться показания приборов? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения.

Решение:

Ответ:

№ 6.456.

Три одинаковых сосуда, содержащих разреженный газ, соединены друг с другом трубками малого диаметра: первый сосуд — со вторым, второй — с третьим. Первоначально давление газа в сосудах было равно соответственно p, 3p и p. В ходе опыта сначала открыли и через некоторое время закрыли кран, соединяющий первый и второй сосуды, а затем открыли и через некоторое время закрыли кран, соединяющий третий сосуд со вторым. Как изменилось в итоге (уменьшилось, увеличилось или осталось неизменным) количество газа в третьем сосуде? Температура газа оставалась в течение всего опыта неизменной.

Решение:

Ответ:

№ 6.457.

Широкую стеклянную трубку длиной около полуметра, запаянную с одного конца, целиком заполнили водой и установили вертикально открытым концом вниз, погрузив низ трубки на несколько сантиметров в тазик с водой. При комнатной температуре трубка остается целиком заполненной водой. Воду в тазике медленно нагревают. Где установится уровень воды в трубке, когда вода в тазике начнет закипать? Ответ поясните, используя физические закономерности.

Решение:

Ответ:

№ 6.458.

На кухне во время приготовления пищи могут случаться разные неприятности. Например, если сильно перегреть растительное масло на сковороде, поставленной на газовую плиту, то его пары могут воспламениться от газовой горелки, масло в сковороде тоже начнет гореть, и его надо будет потушить. Спрашивается чем? Оказывается, что при обычной попытке тушения масла вылитой на него водой возникает столб огня, который может поджечь весь дом.

Опишите, основываясь на известных физических законах и закономерностях, процессы, происходящие при такой попытке его «тушения».

Решение:

Ответ:

№ 6.459.

В герметичную банку, сделанную из очень тонкой жести и снабженную наверху завинчивающейся крышкой, налили немного воды (заполнив малую часть банки) при комнатной температуре и поставили на газовую плиту, на огонь, не закрывая крышку. Через некоторое время, когда почти вся вода выкипела, банку сняли с огня, сразу же плотно завинтили крышку и облили банку холодной водой. Опишите физические явления, которые происходили на различных этапах этого опыта, а также предскажите и объясните его результат.

Решение:

Ответ:

№ 6.460.

В цилиндрическом сосуде под поршнем длительное время находятся вода и ее пар. Поршень начинают медленно выдвигать из сосуда. При этом температура воды и пара остается неизменной. Как будет меняться при этом масса жидкости в сосуде? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности вы использовали для объяснения.

Решение:

Ответ:

№ 6.461.

В стеклянном цилиндре под поршнем при комнатной температуре T₀ находится только водяной пар. Первоначальное состояние системы показано точкой на pV-диаграмме. Медленно перемещая поршень, объем V под поршнем изотермически уменьшают от 4V₀ до V₀ Когда объем V достигает значения 2V₀ на внутренней стороне стенок цилиндра выпадает роса. Постройте график зависимости давления p в цилиндре от объема V на отрезке от V₀ до 4V₀ Укажите, какими закономерностями Вы при этом воспользовались.

Решение:

Ответ:

№ 6.462.

В какое время года — зимнее или летнее — оставленные дома на столе куски хлеба быстрее зачерствеют, а в какое дольше останутся мягкими, но при этом заплесневеют? Ответ поясните, указав, какие физические явления и законы Вы использовали для объяснения.

Решение:

Ответ:

№ 6.463.

В цилиндре под поршнем при комнатной температуре t₀ долгое время находится только вода и ее пар. Масса жидкости в два раза больше массы пара. Первоначальное состояние системы показано точкой на pV- диаграмме. Медленно перемещая поршень, объем V под поршнем изотермически увеличивают от V₀ до 6V₀. Постройте график зависимости давления p в цилиндре от объема V на отрезке от V₀ до 6V₀. Укажите, какими закономерностями вы при этом воспользовались.

Решение:

Ответ:

№ 6.464.

Широкую стеклянную трубку длиной около полуметра, запаянную с одного конца, целиком заполнили водой и установили вертикально открытым концом вниз, погрузив низ трубки на несколько сантиметров в тазик с водой (см. рис.). При комнатной температуре трубка остается целиком заполненной водой. Воду в тазике медленно нагревают. Где установится уровень воды в трубке, когда вода в тазике начнет закипать? Ответ поясните, используя физические закономерности.

Решение:

Ответ:

№ 6.465.

В закрытой комнате нагревается воздух. Как изменятся относительная влажность и плотность водяных паров в комнате? Считайте, что парциальное давление паров не изменяется.

Решение:

Ответ:

№ 6.466.

Зимой школьник решил поставить опыт: полностью заполнил две тонкие пластиковые бутылки с практически нерастяжимыми стенками горячей водой (почти кипятком), потом из одной вылил воду, сразу же обе плотно закрыл крышками и выставил бутылки на мороз на всю ночь. В результате одна бутылка лопнула, а другая сплющилась. Объясните, основываясь на известных физических законах и закономерностях, какая из бутылок лопнула и почему.

Решение:

Ответ:

№ 6.467.

Под прозрачный колпак вакуумного насоса помещен смоченный водой комок ваты и напущено немного дыма от горящей спички. После включения насоса и откачивания части воздуха под колоколом образуется туман. Если после этого прекратить откачку и напустить под колокол воздух, то туман почти мгновенно исчезнет. Опыт показывает, что в отсутствие дыма от спички туман под колоколом при откачивании воздуха не образуется. Почему при напускании под колокол воздуха туман исчезает? Какую роль в процессе образования тумана играет дым от спички? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения.

Решение:

Ответ:

№ 6.468.

В комнате при температуре t₀=25°C и давлении p₀ = 10⁵ Па находится горизонтально расположенный цилиндрический сосуд с хорошо проводящими теплоту гладкими стенками, закрытый подвижным поршнем (см. рисунок). Внутри сосуда находится одноатомный газ, а также термометр и барометр. За длительный промежуток времени температура воздуха в комнате уменьшилась до t =24°C Будет ли при охлаждении воздуха в комнате смещаться поршень, и если да, то в какую сторону? Как при этом будут изменяться показания приборов? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения.

Решение:

Ответ:

№ 6.469.

В результате работы увлажнителя воздуха парциальное давление водяного пара в комнате возросло, при этом температура воздуха не изменилась. Как изменились относительная влажность воздуха и плотность водяных паров в комнате? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности вы использовали для объяснения.

Решение:

Ответ:

№ 6.470.

В опыте, иллюстрирующем зависимость температуры кипения от давления воздуха (рис. a), кипение воды под колоколом воздушного насоса происходит уже при комнатной температуре, если давление достаточно мало. Используя график зависимости давления насыщенного пара от температуры (рис. б), укажите, какое давление воздуха нужно создать под колоколом насоса, чтобы вода закипела при 40 °C. Ответ поясните, указав, какие явления и закономерности вы использовали для объяснения.

Решение:

Ответ: