16.9.13
Сферическую каплю ртути радиусом 5 мм разделили на две одинаковые капли. Какую работу нужно совершить для увеличения энергии поверхностного слоя?
Решение.
При делении капли
увеличивается площадь поверхности. Поэтому необходимо совершить работу A.
Какую работу нужно совершить, чтобы выдуть мыльный пузырь?
Коэффициент поверхностного натяжения мыльной воды 43 мH/м. Какую необходимо совершить работу
против внешних сил поверхностного натяжения, чтобы выдуть мыльный пузырь
диаметром 4,0 см?
Решение.
Для того чтобы выдуть мыльный пузырь, необходимо совершить
работу против внешних сил поверхностного натяжения A = sDS,
где DS – площадь поверхности мыльного пузыря.
Как найти объем водорода, полученного при электролизе?
Электролиз подкисленной
воды проводится при силе тока I = 150 A в
течение промежутка времени Dt = 200 ч. Определите объем полученного водорода при T = 300 K и давлении p = 150 кПа. Электрохимический эквивалент водорода k = 1,01•10-8 кг/Кл.
Решение.
Масса водорода,
полученная при электролизе, равна m = kIDt. На основании уравнения Клайперона-Менделеева объем газа V = mRT/pM = kIDtRT/pM = 9 м3.
Как найти длину выступающей части трубки?
Длина
выступающей части капиллярной трубки, погруженной в вертикальном положении в
сосуд с ртутью, l = 10 см, а разность уровней в трубке и сосуде l1 = 5,0 см. В этом
положении верхний конец трубки закрывают и поднимают до тех пор, пока не
сравняются уровни ртути в трубке и сосуде. Определите длину выступающей части
трубки, если атмосферное давление p0 = 1010 гПа.
Решение.
Где будет находиться поршень, если нагреть цилиндр?
В
горизонтальном цилиндре объемом 2,0 дм3 , герметически закрытом с
обеих сторон, может свободно перемещаться легкий поршень. В пространство с
одной стороны от поршня ввели 2,0 г воды, а с другой – 1,0 г азота. Где будет
находиться поршень, если цилиндр нагреть до температуры 100 ͦC?
Решение.
Как найти поверхностное натяжение жидкости?
Тонкое
кольцо, средний диаметр которого d = 80 мм, подвешено на
пружине с коэффициентом жесткости k = 20 H/м и соприкасается
с поверхностью жидкости. При медленном опускании поверхности жидкости кольцо
оторвалось от нее при растяжении пружины на x = 16 мм. Определите
поверхностное натяжение жидкости.
Решение.
Какова будет относительная влажность воздуха в сосудах, если открыть кран?
В
одном сосуде объемом V1 = 0,25 м3 находится воздух с относительной
влажностью j1 = 40 %, в другом
сосуде объемом V2 = 0,75 м3 –
с влажностью j2 = 60 %. Температура в
обоих сосудах одинакова. Сосуды соединены трубкой с краном. Какова будет относительная
влажность воздуха в сосудах, если открыть кран?
Решение.
Как определить плотность воздуха?
Определите
плотность воздуха при температуре 36 ͦC и относительной
влажности 80 %, если атмосферное давление 0,10 МПа, а давление насыщенного
водяного пара при этой температуре 5,94 кПа.
Решение.
Плотность
влажного воздуха ρ равна сумме плотностей водяного пара ρ1 и сухого
воздуха ρ2 .
Какое количество росы выпадет при изотермическом уменьшении объема?
В
сосуде объемом V = 1,5 м3 находится воздух при температуре T = 290 K
и влажность 50%. Какое количество росы
выпадет при изотермическом уменьшении объема в n
= 3 раз?
Решение.
По
определению относительная влажность j = p/pн , где p –
парциальное давление водяного пара в воздухе при T
= 290 K; pн – давление насыщенного
водяного пара при T = 290 K.
На сколько опустится поршень при повышении температуры?
В теплоизолированном цилиндре под невесомым поршнем площадью S = 50 см2 находится 2,0 г насыщенного водяного пара. В сосуд вводят m = 2,0 г воды при температуре T = 293 K. На сколько опуститься поршень? Атмосферное давление p0 = 1013 гПа. Теплоемкостью цилиндра пренебречь.
Решение.
Как найти давление смеси до сжатия?
Пространство
в цилиндре под поршнем объемом V1 = 1,50 м3 занимает смесь азота и насыщенных водяных
паров при температуре T = 301 K. Масса смеси m = 300 г. Какая масса
паров сконденсируется при изотермическом уменьшении объема в n раз (n = 2)? Каково было
давление p1 смеси до сжатия?
Решение.
Как определить относительную влажность воздуха?
В запаянной с одного конца горизонтальной трубке находится воздух с относительной влажностью 60 %, отделенный от атмосферы столбиком ртути длиной 38 мм. Какой станет относительная влажность воздуха, если трубку поставить вертикально открытых концом вверх? Атмосферное давление нормальное.
Как найти массу водяного пара?
В
комнате объемом 200 м3 при температуре 200 C относительная влажность воздуха равна 60 %. Определите массу
водяного пара в комнате, если давление насыщенного водяного пара при этой
температуре равно 2,33 кПа.
Решение.
Массу
водяного пара в комнате можно определить из уравнения Менделеева-Клапейрона.
Как найти диаметр троса, если известен предел прочности?
Определите
диаметр стального троса подъемного крана, если максимальная масса поднимаемого
груза m = 2,3 т, предел прочности sпр = 920 МПа, а его запас прочности равен n
= 6,0.
Решение.
При
подъеме груза максимальное напряжение равно s.
S – площадь поперечного
сечения троса.
Тогда
из вышенаписанных соотношений следует.
Как найти высоту подъема капиллярной трубки?
Капиллярная трубка погружена вертикально в сосуд с ртутью, так что высота выступающей ее части равна h = 12 см. Разность уровней ртути в трубке и сосуде составляет h1 = 10 см. Затем верхний конец трубки закрывают и поднимают до совпадения уровня ртути в сосуде. Определите высоту подъема трубки, если атмосферное давление p0 = 13,6 г/см3.
Как найти разность уровней воды в капиллярах?
