Вариант № 20

1. Диаметр канала брандспойта равен 2 см. Из него вырывается струя воды со скоростью 18 м/с (рис. 1). Найти избыточное давление в пожарном рукаве, диаметр которого равен 6 см.

Ответ: а) p_из=1,310⁵ Па; б) p_из=1,410⁵ Па; в) p_из=1,610⁵ Па; г) p_из=1,710⁵ Па; д) p_из=1,810⁵ Па.

2. В запаянной с одного конца узкой стеклянной трубке, расположенной горизонтально, находится столбик воздуха длиной ℓ₁=30,7 см, запертый столбиком ртути длиной ℓ=21,6 см (рис. 2). Какой будет длина воздушного столбика, если трубку поставить вертикально отверстием вниз? Атмосферное давление p_атм=747 мм рт. ст.

Ответ: а) ℓ₃=46,2 см; б) ℓ₃=45,2 см; в) ℓ₃=44,2 см; г) ℓ₃=43,2 см; д) ℓ₃=41,2 см.

3. Сколько качаний нужно сделать, чтобы при помощи насоса, захватывающего при каждом качании 40 см³ воздуха, наполнить пустую камеру шины велосипеда настолько, чтобы площадь её соприкосновения с дорогой была равна 60 см²? Нагрузка на колесо равна 700 Н. Объём камеры равен 2000 см³. Атмосферное давление принять равным 110⁵ Па. Жёсткостью покрышки камеры пренебречь.

Ответ: а) n=128; б) n=118; в) n=108; г) n=98; д) n=88.

4. Смесь газов состоит из двух молей одноатомного и трех молей двухатомного газов. Определить молярную теплоемкость С_p смеси.

Ответ: а) С_p=25,8 Дж/(мольК); б) С_p=26,8 Дж/(мольК);

в) С_p=27,8 Дж/(мольК); г) С_p=28,8 Дж/(мольК);

д) С_p=29,8 Дж/(мольК).

5. Пылинки, взвешенные в воздухе, имеют массу m=10^-8 г. Во сколько раз уменьшится их концентрация n при увеличении высоты на h=10 м. Температура воздуха Т=300 К.

Ответ: а) n₀/n_h=1,610¹⁰; б) n₀/n_h=1,710¹⁰; в) n₀/n_h=1,810¹⁰;

г) n₀/n_h=1,910¹⁰; д) n₀/n_h=2,010¹⁰.

6. Кислород массой m=2 кг увеличил свой объём в 5 раз адиабатически. Найти изменения энтропии в указанном случае.

Ответ: а) ΔS=0; б) ΔS=36 Дж/К; в) ΔS=46 Дж/К; г) ΔS=56 Дж/К; д) ΔS=66 Дж/К.

7. В цилиндрическом сосуде диаметром 28 см находится 20 г азота, сжатого поршнем, на котором лежит груз массой 75 кг. Температура газа 17 ^оС. Какое количество теплоты к нему надо подвести, чтобы нагреть его до 250 ^оС?

Ответ: а) Q=4,93 кДж; б) Q=4,83 кДж; в) Q=4,73 кДж;

г) Q=4,63 кДж; д) Q=4,53 кДж.

8. Один киломоль кислорода находится при температуре 27 ^оС и давлении 10 МПа. Найти объем газа считая, что кислород при данных условиях ведет себя как реальный газ.

Ответ: а) V=0,251 м³; б) V=0,241 м³; в) V=0,231 м³; г) V=0,221 м³; д) V=0,211 м³.

9. В приближенной теории явлений переноса получается соотношение . Более строгая теория приводит к соотношению, где К – безразмерный коэффициент, равный, где γ – показатель адиабаты. Найти значение К, вычисленное по приведенной формуле для водорода. Считать известными коэффициенты теплопроводности и динамической вязкости(χ=168 мВт/(мК), η=8,66 мкПас).

Ответ: а) К=1,56; б) К=1,66; в) К=1,76; г) К=1,86; д) К=1,96.

10. Найти среднее время между соударениями молекул азота, если азот находится под давлением p=10^-5 Па при температуре Т=300К.

Ответ: а) τ=1,8 с; б) τ=1,7 с; в) τ=1,6 с; г) τ=1,5 с; д) τ=1,4 с.