Расчётные задачи по молекулярной физике и электродинамике

В закрытом сосуде объёмом $V$ = 10 л находится влажный воздух массой $m$ = 18 г при температуре $t$ = 80 $^\circ$C и давлении $p$ = 2$\cdot $10$^{5}$ Па. Определите массу паров воды в сосуде.

Идеальный одноатомный газ в количестве 1 моль сначала изотермически сжали, а затем изохорно нагрели, повысив его давление в 3 раза (см. рисунок). Какое количество теплоты получил газ на участке 2-3, если температура газа в состоянии 1 ${T}_{1}=300\text{ }\text{К?}$

Лазер излучает световые импульсы с энергией 0,1 Дж и частотой повторения 10 Гц. КПД лазера, определяемый отношением излучаемой энергии к потребляемой, составляет 1%. Какую массу воды необходимо прокачать за 1 ч через охлаждающую систему лазера, чтобы вода нагрелась на 10 $^\circ$ С?

На рисунке изображён циклический процесс, проведённый с идеальным газом. При расширении на участке 1–2 газ совершает работу 1,2 кДж. За цикл газ получает от нагревателя количество теплоты, равное 3,3 кДж. Масса газа постоянна. Определите КПД цикла.

В стакан калориметра, содержащего 450 г воды, опустили кусок льда при температуре 0 ${}^\circ$ С. Начальная температура калориметра с водой 45 ${}^\circ$ С. Когда наступило тепловое равновесие, температура калориметра с водой стала равной 5 ${}^\circ$ С. Определите массу куска льда. Теплоёмкостью калориметра и теплообменом с окружающей средой пренебречь.

Кусок льда опустили в термос с водой. Начальная температура льда равна 0 ${}^\circ$ С, начальная температура воды равна 15 ${}^\circ$ С. Исходная масса воды 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?

В стакан калориметра, содержащий 250 г воды, опустили кусок льда массой 140 г, имевшего температуру 0 ${}^\circ$ С. После того как наступило тепловое равновесие, весь лед растаял, и температура воды стала равной 0 ${}^\circ$ С. Определите начальную температуру воды. Теплоёмкостью калориметра и теплообменом с окружающей средой пренебречь.

В кастрюле находится 0,5 кг воды при температуре 10 $^\circ$ С. Сколько потребуется времени, чтобы при помощи кипятильника с постоянной потребляемой мощностью 400 Вт превратить в пар 15 % воды из кастрюли? Потерями тепла и теплоёмкостью кастрюли пренебречь.

В стакан налили 30 г заварки температурой 20$^\circ$ С и добавили 170 г горячей воды температурой 80 $^\circ$ С. Чему равна температура получившегося чая? Теплоёмкостью стакана и потерями тепла в окружающую среду пренебречь. Удельную теплоёмкость заварки считать равной удельной теплоёмкости воды.

В закрытом сосуде объёмом $V$ = 10 л находится влажный воздух массой $m$ = 18 г при температуре $t$ = 80 $^{o}$C и давлении $p$ = 2$\cdot $10$^{5}$ Па. Определите массу паров воды в сосуде.

Два баллона объёмами 10 и 20 л содержат соответственно 2 моль кислорода и 1 моль азота при температуре 28 ^∘С. Какое давление установится в баллонах, если их соединить между собой? Температуру газов считать неизменной. Ответ дайте приближённо в кПа.

Во время опыта объём сосуда с разреженным газом увеличился в 6 раз, и газ перешёл из состояния 1 в состояние 2. Кран у сосуда был закрыт неплотно, и сквозь него мог просачиваться газ. Определите отношение N_2/N_1 числа молекул газа в сосуде в конце и в начале опыта. Газ считать идеальным.

Во время опыта объём сосуда с разреженным аргоном не менялся, и аргон перешёл из состояния 1 в состояние 2. Кран у сосуда был закрыт неплотно, и сквозь него мог просачиваться аргон. Определите отношение N_2/N_1 числа молекул газа в сосуде в конце и в начале опыта.

Каково давление p одноатомного идеального газа, у которого при плотности 1,2 кг/м^3 среднеквадратичная скорость хаотического теплового движения молекул равна 500 м/с? Примечание. В исходном файле единица плотности была записана как кг/м^2. В условии используется физически корректная единица кг/м^3. Ответ дайте в кПа.

В сосуде содержится влажный воздух при температуре 52 ^∘С. Плотность паров воды равна 2·10^-2 кг/м^3. Зависимость давления насыщенных паров от температуры представлена на графике. До какого значения следует понизить температуру влажного воздуха в сосуде, чтобы на стенках сосуда выпала роса?

Есть герметичный сосуд с жёсткими стенками и объёмом 2 литра. Из него выкачали весь воздух вплоть до вакуума. Внутри разбили пробирку с водой объёмом 4 см^3. Какая часть воды испарилась, если в сосуде поддерживалась температура 16 ^∘С? Известно, что при 16 ^∘С давление насыщенного водяного пара равно 1,8 кПа.

Относительная влажность воздуха при температуре t=36 ^∘С составляет 80%. Давление насыщенного пара при этой температуре равно p_н=5945 Па. Какая масса пара содержится в 1 м^3 этого воздуха? Ответ дайте в г.

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.

На $Tp$-диаграмме (см. рис.) изображен циклический процесс 1-2-3-1, проводимый с 1 моль идеального газа. Размеры «клеток» на диаграмме: 250 K по оси $T$ и $10^5$ Па по оси $p$. Перестройте диаграмму в координатах $pV$ и найдите работу газа на участке 1-2-3. Ответ дайте в Дж.