Молекулярная физика и термодинамика

Теплоизолированный сосуд объемом V = 0,5 м³ содержит одноатомный газ, молярная масса которого М = 4 г/моль. В сосуд вводится дополнительно m = 1 г такого же газа при температуре T = 400 K. На какую величину Δp изменится давление? Универсальная газовая постоянная R = 8,31 Дж/(моль∙K).

Металлический шарик, нагретый до температуры t = 60 °C, положили в стакан с водой, имеющей температуру t₀ = 20 °C. После достижения теплового равновесия температура воды в стакане стала равной t₁ = 30 °C. Затем шарик переложили в другой стакан с таким же количеством воды, имеющей температуру t₀. Какая температура t₂ установится в этом стакане? Теплообменом с окружающей средой пренебречь.

Атмосфера некоторой сферической планеты состоит по массе на 3/4 из азота и на 1/4 из метана. Атмосферное давление вблизи поверхности планеты равно p₀ = 1,6∙10⁵ Па, ускорение свободного падения g = 1,4 м/c². При глобальном похолодании на планете образовался метановый океан, и у поверхности этого океана давление паров метана стало составлять r = 50% от давления его насыщенных паров.

Горизонтально расположенный цилиндр разделен подвижным поршнем массой m = 5 кг на две равные части объемом V = 1 л каждая. С одной стороны от поршня находится насыщенный водяной пар при температуре t = 100°C, с другой - воздух при той же температуре. Цилиндр поставили вертикально так, что снизу оказался пар. На какое расстояние x опустится поршень, если температуру в обеих частях цилиндра поддерживают неизменной? Площадь основания цилиндра S = 0,01 м², давление насыщенного пара при температуре t = 100 °C равно p_н =10⁵ Па.

В стеклянную банку объемом 1 л налили 0,5 л воды при температуре t₁ = 20° C и герметично закрыли завинчивающейся крышкой. Затем банку нагрели до температуры t₂ = 100 °C. Найти силу взаимодействия F между банкой и крышкой при достижении этой температуры. Площадь крышки S = 50 см², атмосферное давление p₀ =10⁵ Па. Влажностью атмосферного воздуха, а также массой крышки пренебречь.

В вертикально расположенном цилиндрическом сосуде под поршнем находится идеальный газ. Сосуд помещается в лифт. Когда лифт неподвижен, расстояние между поршнем и дном сосуда h = 12 см. При движении лифта с постоянным ускорением расстояние между поршнем и дном цилиндра оказалось равным x = 10 см. Найти модуль ускорения лифта a. Температуру считать постоянной, ускорение свободного падения принять равным g = 10 м/c², атмосферное давление не учитывать.

Вертикально расположенный замкнутый цилиндрический сосуд разделен на две части подвижным поршнем. В обеих частях сосуда содержится один и тот же идеальный газ. Расстояние между поршнем и дном сосуда H₁ = 30 см. Сосуд переворачивают так, что дном становится его верхняя плоскость. В новом положении расстояние между дном сосуда и поршнем составляет H₂ = 20 см. Найти отношение α массы газа, содержавшегося в той части сосуда, которая первоначально находилась вверху к массе газа содержавшегося в другой части сосуда. Высота сосуда L = 60 см.