28. Изопроцессы в идеальном газе

633. Бак с жидкостью, над поверхностью которой нахо­дится воздух, герметически закрыт. Почему, если открыть кран, находящийся в нижней части бака, после вытекания некоторого количества жидкости дальнейшее ее течение прекратится? Что надо сделать, чтобы обеспечить свобод­ное вытекание жидкости?

634. Во фляжке вместимостью 0,5 л находится вода объ­емом 0,3 л. Турист пьет из нее воду, плотно прижав губы к горлышку так, что во фляжку не попадает наружный воз­дух. Сколько воды удастся выпить туристу, если он может понизить давление оставшегося во фляжке воздуха до 80 кПа?

635. Посередине откачанной и запаянной с обоих концов горизонтальной трубки длиной 1 м находится столбик ртути длиной 20 см. Если трубку поставить вертикально, столбик ртути сместится на 10 см. До какого давления была откача­на трубка?

636. В трубке с газом длиной 1,73 м, закрытой с обоих концов, находится столбик ртути длиной 30 см. Когда труб­ка расположена вертикально, столбик ртути делит трубку на две равные части. Давление газа над ртутью равно 8 кПа. На какое расстояние сместится столбик ртути, если трубку положить горизонтально?

637. Барометр дает неверные показания, так как в него попал пузырек воздуха, который находится над столбиком ртути. При давлении 755 мм рт. ст. барометр показывает 748 мм рт. ст., а при 740 мм рт. ст.—736 мм рт. ст. Каково показание барометра, если давление равно 760 мм рт. ст.?

638. В U-образную барометрическую трубку налита ртуть. Сечение узкого, запаянного колена равно 10^-4 м², се­чение широкого, открытого колена вдвое больше. Уровни ртути в обоих коленах одинаковы, объем воздуха в запаянном колене 10^-5 атмосферное давление нормальное. Сколько ртути можно налить в открытое колено?

639. Балластный резервуар подводной лодки вместимо­стью 5000 л целиком заполнен водой. Какое давление воз­духа должно быть в баллоне вместимостью 200 л, чтобы при присоединении баллона к балластному резервуару под­водная лодка полностью освободилась от балласта на глу­бине 100 м? Температуру воздуха считать постоянной.

640. Один конец цилиндрической трубки длиной 25 см и радиусом 1 см закрыт пробкой, а в другой вставлен пор­шень, который медленно вдвигают в трубку. Когда пор-шень подвинется на расстояние 8 см, пробка вылетает. Определите силу трения пробки о стенки трубки в момент вылета пробки. Атмосферное давление нормальное.

641. Стеклянная трубка, запаянная с одного конца, рас­положена горизонтально. В трубке находится воздух, отде­ленный от атмосферы столбиком ртути длиной l. Длина трубки 2l, длина столбика воздуха l/2, атмосферное давле­ние р₀. На какое расстояние сместится ртуть в трубке, если:

а) трубку поставить вертикально открытым концом вверх;

б) трубку поставить вертикально открытым концом вниз;

в) горизонтально расположенную трубку вращать во­круг вертикальной оси, проходящей через открытый конец, с угловой скоростью ω= √g/l

г) горизонтально расположенную трубку вращать во­круг вертикальной оси, проходящей через закрытый конец, с угловой скоростью ω= √g/l?

642. Два одинаковых сосуда, наполненные водородом, соединены трубкой, в которой находится столбик ртути (рис. 102). В одном сосуде температура водорода 0 °С, в другом —20 °С. Сместится ли столбик ртути, если оба со­суда нагреть на 10 °С? В каком направлении?

643. В цилиндре под поршнем площадью 100 см² нахо­дится азот массой 28 г при температуре 273 К. Цилиндр на­гревается до температуры 373 К. На какую высоту подни­мается поршень, если его масса равна 100 кг? Атмосферное давление нормальное.

644. Воздух в стакане, имеющем высоту 10 см и пло­щадь дна 25 см², нагрет до 87 °С. Стакан погружен вверх дном в воду так, что его дно находится на уровне поверхно­сти воды. Сколько воды войдет в стакан, когда воздух в стакане примет температуру воды 17 °С? Атмосферное давление нормальное.

645. Давление воздуха в автомобильной камере при температуре —13 °С было 160 кПа (избыточное над атмо­сферным). Каким станет давле­ние, если в результате длительно­го движения автомобиля воздух нагрелся до 37 °С?

646. При изготовлении элек­троламп их наполняют инерт­ным газом при температуре 150°С. Под каким давлением должны наполняться лампы, что-

бы при температуре 300 °С, которая устанавливается при горении лампы, давление не превышало 0,1 МПа?

647. Бутылка, наполненная газом, плотно закрыта пробкой с площадью сечения 2,5 см². До какой температу­ры надо нагреть газ, чтобы пробка вылетела из бутылки, если сила трения, удерживающая пробку, 12 Н? Первона­чальное давление воздуха в бутылке и наружное давление одинаковы и равны 100 кПа, а начальная температура рав­на —3°С.

648. В цилиндре под поршнем находится воздух при давлении 200 кПа и температуре 27 °С. Какой массы груз надо положить на поршень после нагревания воздуха до 50 °С, чтобы объем воздуха в цилиндре остался прежним? Площадь поршня 30 см .

ТЕРМОДИНАМИКА