Раздел 6. Закон Дальтона.

1. В баллоне находится смесь аммиака, азота и сероводорода, которая оказывает на стенки баллона давление 450 кПа. При этом парциальное давление аммиака составляет 1,5 атм., а азота – 0,2 МПа. Каково парциальное давление сероводорода?

2. В пустой сосуд емкостью 30 л поместили 5 г азота и 10 г кислорода. Определите давление смеси газов на стенки сосуда, если температура смеси газов равна 20С.

3. ( д) Бытовые газовые баллоны наполняют смесью пропана (С₃Н₈) и бутана (С₄Н₁₀). Давление газовой смеси на стенки баллона составляет 5 атм. при 25С. Емкость баллона равна 50 л. Какова масса бутана в баллоне, если масса пропана составляет 200 г?

4. В одном сосуде, емкостью 3 л, находится кислород под давлением 100 кПа. В другом сосуде, емкостью 5 л – азот под давлением 150 кПа. Сосуды соединены тонкой трубкой пренебрежимо малой ёмкости через кран, который изначально закрыт. Затем кран открывают, в результате чего газы перемешиваются. Каким будет давление смеси газов, если их температуры одинаковы и не изменяются?

5. (д) В двух резервуарах разного объема находится воздух. Резервуары соединены очень тонкой трубкой с краном. Сначала кран закрыт, и резервуары не сообщаются друг с другом. Емкость первого резервуара равна 1,5 м³, второго – 3 м³. Давление воздуха в первом резервуаре составляло 2 атм. После открытия крана давление в резервуарах стало равным 3 атм. Каким было изначально давление воздуха во втором резервуаре? Температура воздуха везде одинакова и постоянна.

Раздел 7. Газовые законы и изопроцессы.

1. (устное задание) Какие процессы изображены на графиках?

а) б) в) г)

д ) е) ж) з)

2. Ц икл процессов в идеальном газе показан на графике. Постройте качественно графики этого цикла в координатах p(V) и V(T).

Имея график цикла изопроцессов, построенный в одной координатной системе, постройте графики цикла в двух других парах координат в следующих задачах.

3. 4 (д).

5 . 6 (д).

7. 8 (д).

9. 10 (д).

11. 12 (д).

13. Объем воздуха, находящегося в цилиндре под поршнем, изобарно увеличился в 2 раза. Во сколько раз возросла температура воздуха?

14. (д) Температура газа, находящегося в баллоне, уменьшилась в 1,5 раза. Во сколько раз и в какую сторону изменилось давление газа на стенки баллона?

15. Баллон содержал в себе газ под давлением 2 атм., имея температуру 20С. Какой стала температура газа в баллоне, если давление достигло 3 атм.? Ответ дайте и в кельвинах, и в градусах Цельсия.

16. (д) В цилиндре под поршнем находится воздух. При изотермическом увеличении объема воздуха в 4 раза давление уменьшается до 50 кПа. Каким было давление воздуха изначально?

17. В сосуде емкостью (внутренний объем) 5 л под поршнем находится газ, оказывающий на сосуд давление, равное нормальному атмосферному. Объем газа увеличили на 1 л при постоянной температуре (см. рис.). Каким стало новое давление газа на стенки сосуда?

18. ( д) Носик медицинского шприца закрыли пальцем. Воздух под плунжером занимал объем 10 мл при нормальном давлении (см. рис.). Перемещением плунжера объем воздуха увеличили в 1,5 раза. На сколько уменьшилось давление воздуха?

19. Сосуд представляет собой цилиндр, закрытый с одного конца подвижным поршнем. При расстоянии между дном сосуда и поршнем h₁ = 40 см газ оказывал на стенки давление p₁ = 120 кПа. На какое расстояние h и в какую сторону надо переместить поршень, чтобы при постоянной температуре увеличить давление до p₂ = 150 кПа?

20. (д) Сосуд представляет собой цилиндр, закрытый с одного конца подвижным поршнем. При расстоянии между дном сосуда и поршнем h₁ = 50 см газ оказывал на стенки давление p₁ = 150 кПа. На какое расстояние h и в какую сторону надо переместить поршень, чтобы при постоянной температуре уменьшить давление на p₂ = 50 кПа?

21. Воздух в камере шины автомобиля оказывал давление на стенку 3 атм. при температуре 20С. Во время движения шина и воздух в ней нагрелись до 50С. Каким стало давление воздуха в шине? Ответ дайте и в паскалях, и в атмосферах.

22. (д) Во время движения шины автомобиля и воздух в них нагреваются. Для безопасного движения давление в шине не должно превышать 3,2 атм. Каким должно быть давление в шине во время стоянки автомобиля, при температуре 20С, чтобы во время движения, при нагреве шины до 55 С, давление не превысило максимально допустимого значения?

23. Газ оказывал давление на стенки баллона 2 атм. при температуре 20С. На сколько повысили температуру газа, если давление достигло 3 атм.?

24. (д) Газ в баллоне при некоторой температуре оказывал на стенки давление 1,5 атм. Баллон может выдержать давление до 5 атм. включительно. Во сколько раз допустимо повысить температуру газа, чтобы не вызвать разрыва баллона?

25. (всп.) Открытый с одного конца цилиндр поставлен вертикально и закрыт легкоподвижным поршнем массой M = 3 кг. Площадь поршня составляет S = 2 дм². Определите давление воздуха под поршнем, зная, что вокруг находится воздух под нормальным атмосферным давлением.

26. О ткрытый с одного конца цилиндр поставлен вертикально и закрыт легкоподвижным поршнем массой M = 5 кг и площадью S = 100 см². Какой массы m груз надо положить сверху на поршень (см. рис.), чтобы объем воздуха под поршнем уменьшился в 1,5 раза при постоянной температуре? Атмосферное давление нормальное.

27. (д) Открытый с одного конца цилиндр поставлен вертикально и закрыт подвижным поршнем массой 10 кг. Расстояние от дна цилиндра до поршня составляло 10 см. Площадь поршня равна 200 см². На поршень положили сверху груз массой 20 кг. Каким стало от этого расстояние между дном цилиндра и поршнем? Атмосферное давление нормальное.

28. Пузырек воздуха у дна водоема глубиной h = 30 м занимал объем V = 10 мл. Каким будет объем V₀ этого пузырька у поверхности воды после подъема? Плотность воды постоянна и составляет  = 1000 кг/м³, температура воздуха в пузырьке постоянна, атмосферное давление нормальное.

29. (д) Диаметр пузырька воздуха, выпущенного аквариумным компрессором, d = 4 мм. Поднявшись к поверхности воды, пузырек увеличился в диаметре до d₀ = 4,1 мм. На какой глубине находится выпускное отверстие компрессора?

30. Водяной паук серебрянка строит в воде воздушный «домик», перенося на лапках и между ворсинок на брюшке пузырьки воздуха и помещая их под купол паутины, которая прикреплена концами к водным растениям. Сколько рейсов (N) надо сделать пауку, чтобы на глубине h = 30 см построить «домик» объемом V_общ = 2 см³, если каждый раз он берет V₀ = 5 мм³ воздуха над поверхностью воды?

31. (д) Человек надувает воздушный шарик, который до надувания был абсолютно сдутым. Человек за 1 раз выдыхает 3 л воздуха под нормальным атмосферным давлением. Сколько выдохов должен сделать человек, чтобы шарик имел объем 15 л при давлении воздуха изнутри на стенки шарика равном 1,5 нормального атмосферного давления?

32. Бутылка наполнена воздухом при нормальных условиях и плотно заткнута пробкой. Внутренний диаметр горлышка бутылки равен 3 см. Какую силу надо приложить к пробке, чтобы ее вытащить, если без этой силы для выталкивание пробки самим воздухом приходится нагревать воздух в бутылке до 100С?

33. (д) Тонкостенная стеклянная пробирка цилиндрической формы длиной l = 20 см содержит в себе воздух при нормальных условиях. Если пробирку плотно закрыть цилиндрической пробкой и вдвинуть пробку в пробирку на глубину x = 6 см, то давление сжатого воздуха разорвет пробирку. До какой температуры надо нагреть воздух в пробирке для ее разрыва, не вдвигая пробку, а лишь закрыв ей пробирку?