МКТ и механическое равновесие

Сосуд разделён тонкой перегородкой на две части, отношение объёмов которых V_2/V_1=3. В первой и второй частях сосуда находится воздух с относительной влажностью φ_1=60% и φ_2=70% соответственно. Какой будет относительная влажность воздуха в сосуде, если перегородку убрать? Считать, что температура воздуха в частях сосуда одинакова и не меняется до и после снятия перегородки.

В большом теплоизолированном цилиндре с жёсткими стенками, разделённом тонкой недеформируемой перегородкой на две части с объёмами V_1=1000 л и V_2=2000 л, находится идеальный одноатомный газ с давлениями в этих его частях, равными p_1=2 атм и p_2=1 атм соответственно. Какое давление p установится в цилиндре, если убрать перегородку? Ответ дайте приближённо в атм.

Два сосуда объёмами V_1=20 л и V_2=30 л, соединённые трубкой с краном, содержат влажный воздух при комнатной температуре. Относительная влажность в сосудах равна соответственно φ_1=30% и φ_2=40%. Если кран открыть, то какой будет относительная влажность воздуха в сосудах после установления теплового равновесия, считая температуру постоянной?

Два теплоизолированных сосуда, объёмы которых V_1=2V и V_2=V, соединены между собой трубкой с вентилем. Вентиль закрыт. Сосуды содержат соответственно разреженный аргон и разреженный криптон в количествах n_1 и n_2=2n_1 при температурах T_1 и T_2=2T_1 соответственно. Каким будет давление в сосудах, если вентиль открыть?

Два одинаковых теплоизолированных сосуда соединены короткой трубкой с краном. Объём каждого сосуда V=1 м^3. В первом сосуде находится ν_1=1 моль гелия при температуре T_1=400 К; во втором — ν_2=3 моль аргона при температуре T_2. Кран открывают. После установления равновесного состояния давление в сосудах p=5,4 кПа. Определите первоначальную температуру аргона T_2. Ответ дайте приближённо в К.

В запаянной с одного конца трубке находится влажный воздух, отделённый от атмосферы столбиком ртути длиной l=100 мм. Когда трубка лежит горизонтально, относительная влажность воздуха φ_1 в ней равна 60%. Какой станет относительная влажность этого воздуха φ_2, если трубку поставить вертикально открытым концом вверх? Атмосферное давление равно p_0=760 мм рт. ст. Температуру считать постоянной. Ответ дайте приближённо в процентах.

В запаянной с одного конца длинной горизонтальной стеклянной трубке постоянного сечения (см. рисунок) находится столбик воздуха длиной l_1=30,7 см, запертый столбиком ртути. Если трубку поставить вертикально отверстием вверх, то длина воздушного столбика под ртутью будет равна l_2=23,8 см. Какова длина ртутного столбика? Атмосферное давление p_0=747 мм рт. ст. Температуру воздуха в трубке считать постоянной. Ответ дайте приближённо в см.

В запаянной с одного конца узкой стеклянной трубке постоянного сечения, расположенной горизонтально, находится столбик воздуха длиной l_1=30,7 см, запертый столбиком ртути длиной l=21,6 см (см. рисунок). Какой будет длина воздушного столбика l_2, если трубку расположить вертикально отверстием вниз? Атмосферное давление равно p_0=747 мм рт. ст. Температуру воздуха в трубке считать постоянной. Ответ дайте приближённо в см.

В открытой пробирке, вращающейся в горизонтальной плоскости с угловой скоростью ω_1=10 с^-1 вокруг вертикальной оси, проходящей через край пробирки, находится столбик ртути длиной h=1 см, центр которого отстоит от оси вращения на расстояние r=20 см. До какой температуры T_2 надо нагреть пробирку, чтобы при увеличении угловой скорости в 4 раза столбик ртути не сместился? Начальная температура t_1=0 ^∘С, а внешнее атмосферное давление p_0=10^5 Па. Ответ дайте приближённо в К.

В горизонтально расположенной трубке постоянного сечения, запаянной с одного конца, помещён столбик ртути длиной l=7,5 см, который отделяет воздух в трубке от атмосферы. Трубку расположили вертикально, запаянным концом вниз. На сколько градусов следует нагреть воздух в трубке, чтобы объём, занимаемый воздухом, стал прежним? Температура воздуха в лаборатории T_1=300 К, а атмосферное давление составляет p_0=750 мм рт. ст.

В бутылке объемом 1 л, закрытой пробкой массой 20 г, имеющей площадь сечения 2 см^2, находится гелий при атмосферном давлении. Если бутылка лежит горизонтально, то для того, чтобы медленно вытащить пробку из ее горлышка, нужно приложить к пробке горизонтально направленную силу, равную 1 Н. Бутылку поставили на стол вертикально горлышком вверх. Какое минимальное количество теплоты нужно сообщить гелию в бутылке, чтобы он вытолкнул пробку из горлышка? Модуль силы трения, действующей на пробку, считать в обоих случаях одинаковым. Ответ дайте в Дж.

Изменение состояния постоянной массы одноатомного идеального газа происходит по циклу, показанному на рисунке. При переходе из состояния 1 в состояние 2 газ совершает работу $A_{12}=5$ кДж. Какое количество теплоты газ отдаёт за цикл холодильнику? Ответ дайте в кДж.

С одним моль идеального одноатомного газа совершают циклический процесс 1-2-3-4-1 (см. рис.). Во сколько раз $n$ КПД данного цикла меньше, чем КПД идеальной тепловой машины, работающей при тех же максимальной и минимальной температурах?

Теплоизолированный цилиндр, расположенный горизонтально, разделён подвижным теплопроводящим поршнем на две части. В одной части цилиндра находится гелий, а в другой аргон. В начальный момент температура гелия равна 600 К, а аргона - 900 К, объемы, занимаемые газами, одинаковы, а поршень находится в равновесии. Во сколько раз изменится объём, занимаемый гелием, после установления теплового равновесия, если поршень перемещается без трения? Теплоёмкостью цилиндра и поршня пренебречь.

Сосуд с воздухом, отделенным от атмосферы поршнем, поместили в сосуд с водой и прикрепили ко дну кастрюли нитью, не дающей сосуду всплыть на поверхность. Начальная температура воздуха в сосуде и воды в кастрюле $t_1 = 18$ $^\circ$С. Кастрюлю помещают в холодильник. Ниже какой температуры $t_2$ должна охладиться вода, чтобы сосуд опустился на дно кастрюли? Начальный объем воздуха в сосуде $V_1 = 2$ дм$^3$. Масса сосуда с поршнем $m = 2,2$ кг. Сосуд и поршень изготовлены из стали, плотность которой $\rho = 7800$ кг/м$^3$. Поршень может скользить без трения со стенками сосуда. Считать массу воздуха в сосуде намного меньшей, чем масса сосуда с поршнем.