Гелий массой \(m\) находится в сосуде под тяжелым подвижным поршнем. Температура газа в начальном состоянии \(T\), давление над поршнем соответствует атмосферному при нормальных условиях. В процессе опыта через кран, установленный на патрубке, выпускают половину массы газа. Затем часть гелия, оставшуюся в сосуде, нагревают, увеличивая температуру в \(2,5\) раза. Выберите все верные утверждения, соответствующие данному опыту, из приведенных ниже. 1) Давление газа в начальном и конечном состояниях равно атмосферному. 2) Количество вещества газа в данном процессе уменьшилось в \(2\) раза. 3) Данный процесс является изохорным. 4) Внутренняя энергия газа в конечном состоянии в \(2,5\) раза больше, чем в начальном. 5) Плотность газа уменьшилась.

При выпускании половины газа: \(PV↓=↓νRT\) - объем уменьшится в 2 раза до значения \(\frac{V}{2}\) При нагреве в 2,5 раза: \(PV↑=νRT↑\) - объем увеличится в 2,5 раза до значения \(1,25V\) 1) Неверно. Так как поршень тяжелый, то давление газа: \(P=P_0+\frac{mg}{S}\) 2) Верно. Так как выпустили половину массы газа, то \(\nu_2=\frac{\frac{m}{2}}{M}=\frac{m}{2M}=\frac{\nu_1}{2}\) 3) Неверно. Данный процесс является изобарным. 4) Неверно. \(U_1=\frac{3}{2}\nu RT\\ U_2=\frac{3}{2}\cdot \frac{\nu}{2}R\cdot 2,5T=1,25U_1\) 5) Верно. \(\rho_1=\frac{m}{V}\\ \rho_2=\frac{\frac{m}{2}}{1,25V}=\frac{\rho_1}{2,5}\) Видео: https://youtu.be/wKwBFuM7jYM?si=x6M9PmoyX5kd8e4R

Одноатомный идеальный газ участвует в циклическом процессе, показанном на рисунке. Масса газа постоянна. Из приведенного списка выберите правильные утверждения, характеризующие процессы на графике. 1) В процессе \(DA\) давление газа изохорно уменьшается. 2) Газ за цикл не совершает работу. 3) В процессе \(ВС\) модуль работы газа больше изменения его внутренней энергии. 4) В процессе \(DA\) газ отдает положительное количество теплоты. 5) В процессе \(CD\) давление газа уменьшается.

1) Верно. \(V=const;↓PV=νRT↓\). При уменьшении температуры давление также уменьшается. 2) Неверно. Газ совершает работу на всех участках цикла, кроме \(AD\)(как положительную, так и отрицательную) 3) Верно. \(T=const⇒ΔU=0;|Aг|>0\) 4) Верно. \(V=const\Rightarrow A=0;Q_{DA}=\Delta U;\Delta U<0\Rightarrow Q_{DA}<0\) 5) Неверно. Процесс \(CD\)- изобарный, то есть давление не меняется Видео: https://youtu.be/iTI-Fk6Og3c?si=U_hM1MCe3RRlf34z

Два процесса, проведенные с одним и тем же количеством разреженного аргона, показаны на \(pV\)-диаграмме ниже. Из приведенного ниже списка выберите все правильные утверждения, характеризующие процессы на графике. 1) В процессе \(1\)-\(2\) внутренняя энергия аргона уменьшилась в \(6\) раз. 2) Работа, совершенная внешними силами над аргоном, в процессах \(1\)-\(2\) и \(3\)-\(4\) одинакова. 3) В процессе \(3\)-\(4\) аргон изобарно уменьшил свой объем в \(2\) раза. 4) В процессе \(3\)-\(4\) давление аргона в \(2\) раза больше, чем в процессе \(1\)-\(2\). 5) В процессе \(3\)-\(4\) абсолютная температура аргона изобарно уменьшилась в \(5\) раз.

1) Верно. \(\downarrow_{в~6}U=\frac{3}{2}pV\downarrow_{в~6}\) 2) Неверно. На графике \(p(V)\) работа равна площади фигуры под графиком. Следовательно, работа в процессе \(1-2\) больше, чем в процессе \(3-4\). 3) Неверно. По графику определяем, что объем уменьшился в \(3\) раза. 4) По графику определяем, что это верно. 5) Неверно. По уравнению Менделеева-Клапейрона \(pV\downarrow_{в~3}=\nu RT\downarrow_{в~3}\).

Влажный воздух и \(10~г\) воды длительное время находились в жестком герметичном сосуде объемом \(1~м^3\) при температуре \(289~К\). Затем сосуд медленно нагрели до температуры \(298~К\). Пользуясь таблицей плотности насыщенных паров воды, выберите все верные утверждения о результатах опыта. t, ∘С | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 \(\rho_{нп},~10^{-2}кг/м^3\) | 1,36 | 1,45 | 1,54 | 1,63 | 1,73 t, ∘С | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 \(\rho_{нп},~10^{-2}кг/м^3\) | 1,83 | 1,94 | 2,06 | 2,18 | 2,30 1) При температуре \(23~^\circ С\) влажность воздуха в сосуде была равна \(48,5\%\). 2) Парциальное давление сухого воздуха в сосуде не изменялось. 3) В течение всего опыта в сосуде находилась вода в жидком состоянии. 4) В начальном состоянии при температуре \(289~К\) пар в сосуде был насыщенный. 5) Так как объем сосуда не изменялся, давление влажного воздуха увеличивалось прямо пропорционально его температуре.

1) Переведем начальную температуру водяного пара в градусы Цельсия: \(t_1=289-273=16~^\circ С\) Так как сосуд был закрыт длительное время, то пар в нем стал насыщенным. Найдем массу водяного пара при начальной температуре: \(\rho_{нп}=\frac{m_0}{V}\Rightarrow m_0=\rho_{нп}\cdot V=1,36\cdot 10^{-2}\cdot 1=0,0136~кг=13,6~г\) Масса водяного пара при конечной температуре: \(m_{25}=\rho_{нп~25}\cdot V=2,3\cdot 10^{-2}\cdot 1=0,023~кг=23~г\) Общая масса воды в начале опыта равна\(13,6+10=23,6 г\), что больше массы, которая необходима для поддержания насыщенного состояния водяного пара при любой температуре в таблице. Значит, относительная влажность воздуха при температуре \(23~^\circ С\) была равна \(100\%\) – неверно. 2) По уравнению Менделеева-Клапейрона: \(\uparrow pV=\nu RT\uparrow\) С увеличением температуры давление сухого воздуха в сосуде увеличивалось – неверно. 3) Ранее доказали, что это так – верно. 4) Это действительно так – верно. 5) Зависимость насыщенного пара от температуры нелинейная, следовательно, утверждение неверно.

Модуль силы Кулона, с которой левое заряженное точечное тело действует на правое, равен 16 мН. Чему равен модуль силы Кулона, с которой правое заряженное точечное тело будет действовать на левое, если заряд каждого тела уменьшить в 2 раза, а расстояние между ними увеличить в 5 раз? Ответ дайте в мН.

По 3-ему закону Ньютона сила Кулона, с которой левое тело действует на правое, равна по модулю силе Кулона, с которой правое тело действует на левое, но противоположна по направлению: \(|\vec F_{12}| = |\vec F_{21}|\) Сила Кулона в начале: \(F_{к.нач}=\frac{k \cdot q_1 \cdot q_2}{r^2}\) Сила Кулона в конце: \(F_{к.кон}=\frac{k \cdot q_1 \cdot q_2}{2 \cdot 2 \cdot (5r)^2}=\frac{k\cdot q_1\cdot q_2}{100r^2}=\frac{F_н}{100}=\frac{16мН}{100}=0,16~мН\) Ответ: 0,16 мН https://youtu.be/gOx5AAtaTuc