Задание 23 — Расчётные задачи по молекулярной физике и электродинамике
Первый закон термодинамики
Задачи подтемы с ответами и разборами
В закрытом жёстком сосуде находится гелий, масса которого 12 г. В начальный момент давление в сосуде было равно Па, а температура 127 °C. После охлаждения гелия давление понизилось до Па. Какое количество теплоты отдал газ в ходе опыта?
Ответ:
Аргон массой 40 г изобарно нагрели так, что его внутренняя энергия в ходе этого процесса увеличилась на 12 кДж. Какое количество теплоты сообщили газу в этом процессе?
Ответ:
Идеальный одноатомный газ в количестве 4 моль изохорно охлаждается до температуры −15 °C, отдавая при этом 2490 Дж теплоты. Определите начальную температуру газа.
Ответ:
В закрытом сосуде с жёсткими стенками находится 100 г аргона при температуре 32 °C. Какое количество теплоты необходимо сообщить газу, чтобы он изохорно увеличил своё давление на 60 %?
Ответ:
В стакан калориметра, содержащий 400 г воды при температуре 55 °C, опустили кусок льда, имевшего температуру 0 °C. Когда наступило тепловое равновесие, весь лёд уже растаял, а температура воды стала равной 0 °C. Определите массу куска льда. Теплоёмкостью калориметра и теплообменом с окружающей средой пренебречь.
Ответ:
В стакан налили 30 г заварки с температурой 20 °C и добавили 170 г горячей воды с температурой 80 °C. Чему равна температура получившегося чая? Теплоёмкостью стакана и потерями тепла в окружающую среду пренебречь. Удельную теплоёмкость заварки считать равной удельной теплоёмкости воды.
В сосуде объёмом 5 л при температуре 10 °C находится влажный воздух. Определите массу водяных паров в сосуде, если относительная влажность воздуха равна 60 %. Фрагмент таблицы зависимости давления насыщенного водяного пара от температуры приведён ниже. $t$, °C | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 $p_{\text{нас}}$, кПа | 0,61 | 0,88 | 1,23 | 1,71 | 2,33 | 3,17
В электрический нагреватель мощностью 2,2 кВт помещают 1 кг льда при температуре −15 °C. Сколько времени потребуется, чтобы весь лёд растаял, если коэффициент полезного действия печи равен 70 %?
Какую массу воды можно нагреть до кипения при сжигании в костре 1,8 кг сухих дров, если в окружающую среду рассеивается 95% выделившейся теплоты. Начальная температура воды равна 10 ^∘С, удельная теплота сгорания сухих дров q=8,3·10^6 Дж/кг. Ответ дайте в кг.
В кастрюле находится 0,5 кг воды при температуре 10 ^∘С. Сколько потребуется времени, чтобы при помощи кипятильника с постоянной потребляемой мощностью 400 Вт превратить в пар 15% первоначальной массы воды? Потерями тепла и теплоёмкостью кастрюли пренебречь. Ответ дайте в с.
В стакан налили 30 г заварки с температурой 20 ^∘С и добавили 170 г горячей воды с температурой 80 ^∘С. Чему равна температура получившегося чая? Теплоёмкостью стакана и потерями тепла в окружающую среду пренебречь. Удельную теплоёмкость заварки считать равной удельной теплоёмкости воды.
В калориметре находятся в тепловом равновесии вода и лёд. После опускания в калориметр болта, имеющего массу 165 г и температуру -40 ^∘С, 20% первоначальной массы воды превратилось в лёд. Удельная теплоёмкость материала болта равна 500 Дж/(кг·К). Какая масса воды первоначально находилась в калориметре? Теплоёмкостью калориметра пренебречь. Ответ дайте в г.
Кусок льда опустили в термос с водой. Начальная температура льда равна 0 ^∘С, начальная температура воды равна 15 ^∘С. Исходная масса воды равна 1100 г. Теплоёмкостью термоса можно пренебречь. При достижении теплового равновесия в воде остаётся плавать кусочек льда. Какая масса льда растаяла в процессе перехода к тепловому равновесию? Ответ дайте в кг.
В стакан калориметра, содержащего 450 г воды, опустили кусок льда при температуре 0 ^∘С. Начальная температура калориметра с водой равна 45 ^∘С. Когда наступило тепловое равновесие, температура калориметра с водой стала равной 5 ^∘С. Определите массу куска льда. Теплоёмкостью калориметра и теплообменом с окружающей средой пренебречь. Ответ дайте приближённо в кг.
В стакан калориметра, содержащий 250 г воды, опустили кусок льда массой 140 г, имевшего температуру 0 ^∘С. Когда наступило тепловое равновесие, весь лёд уже растаял, а температура воды стала равной 0 ^∘С. Определите начальную температуру воды. Теплоёмкостью калориметра и теплообменом с окружающей средой пренебречь.
В теплоизолированный сосуд, в котором находится 1 кг льда при температуре -20 ^∘С, налили 0,5 кг воды при температуре 5 ^∘С. Определите массу воды в сосуде после установления теплового равновесия. Теплоёмкостью сосуда и потерями тепла пренебречь. Ответ дайте в кг.
Показано 16 из 16 задач