III рівень

Розв'яжіть задачі.

127. Визначте середню відстань між атомами міді.

128. У балоні об'ємом 0,1 м ³міститься газ під тиском 10⁵ Па за температури 27 °С. Після підкачування газу тиск підвищився до значення 5·10⁵ Па, а температура збільшилася до 37 ° С. На скільки збільшилося число молекул газу?

129. Вздовж посудини в формі прямокутного паралелепіпеда, площа торця якого 6 ж і довжина 4 м, рухаються 6·10²⁶молекул, пружно відбиваючись від її торців. Маса молекули 4·10⁻²⁶ кг. Кількість молекул, що літають у трьох взаємно перпендикулярних напрямах, приблизно однакова, їхня середня швидкість руху 500 м/с. Визначте середній тиск на стінку посудини.

130. Кисень масою 12 г знаходиться у об'ємі 2 л, причому 40% молекул дисоціювало на атоми. Визначте концентрацію частинок, а також кількість речовини кожної компоненти.

131. У досліді Штерна срібну дротину нагріли до 927 ° С. Діаметри циліндрів пристрою 1 см і 26 см. Визначте частоту обертання циліндрів, якщо зміщення смужки срібла дорівнювало 1 см.

132. У балоні об'ємом 10 л знаходиться газ при 27 ° С. Внаслідок витікання газу тиск у балоні знизився на 4,2 кПа, температура лишилася незмінною. Яка кількість молекул вийшла з балону?

133. Водолазний дзвін заввишки 3 м з сталим поперечним перерізом опускають в море на глибину 80 м. До якої висоти підніметься вода в дзвоні, якщо температура на цій глибині 7 ° С, а на поверхні — 20 ° С?

134. Щоб підводний човен сплив, потрібно за допомогою стиснутого повітря витиснути з баластових цистерн 1 т морської води. З якої найбільшої глибини може спливти човен, що має в запасі шість балонів стиснутого повітря об'ємом по 30 л? Тиск стиснутого повітря 7,2 МПа, атмосферний тиск над поверхнею моря нормальний.

135. По циліндричному димарю піднімаються топкові гази. У нижній частині труби вони мають температуру 1033 К і швидкість 7,5 м/с. З якою швидкістю вони рухаються у верхній частині труби, де температура дорівнює 413 К?Зміну тиску в трубі не враховуйте.

136. Газ у балоні знаходиться під тиском 3,3·10⁵ Па за температури 27 °С. Визначте тиск газу після того, як 40% маси газу було випущено і температура знизилася до 17 °С.

137. Горизонтальний циліндр завдовжки 40 см розділений закріпленим тонким поршнем на дві однакові частини. Ліворуч від поршня тиск газу дорівнює 350 кПа, а праворуч ─ 50 кПа. Куди й на скільки пересунеться поршень, якщо зняти стопор?

138. Відкриту з обох боків скляну метрову трубку опустили у ртуть так, що трубка заповнилася ртуттю наполовину. Верхній кінець трубки закрили і вийняли її зі ртуті. Атмосферний тиск дорівнює 99,7 кПа. Визначте висоту стовпчика ртуті, що залишився в трубці.

139. Посередині запаяної з обох кінців горизонтальної трубки завдовжки 1 м знаходиться стовпчик ртуті, довжина якого 20 см. Коли трубку поставили вертикально, стовпчик ртуті змістився на 10 см. Визначте початковий тиск у горизонтальній трубці. Температуру вважайте незмінною.

140. Балон з повітрям при тиску 97 кПа з'єднаний з поршневим пристроєм, що відкачує повітря. Після п'яти ходів поршня тиск знизився до 29 кПа. Як відносяться об'єми балона і циліндра пристрою?

141. Як змінювався об'єм певної маси газу в процесах 1 − 2 − 3 − 4?

142. Визначте густину суміші, що складається з 4 г водню та 32 г кисню, за температури 7 ° С і тиску 93 кПа.

143. На дні балона з повітрям лежить сталева кулька з порожниною. Маса кульки 2 г, а її радіус 1 см. Температура повітря 0 °С. До якого тиску треба повільно стиснути повітря в балоні, щоб кулька піднялася вгору? Вважайте, що повітря за великого тиску описується рівнянням стану газу.

144. Закрита циліндрична посудина заввишки Н розділена на дві рівні частини невагомим поршнем, що може ковзати без тертя. При застопореному поршні обидві половини заповнені газом так, що в одній з них тиск в п разів менший, ніж у другій. На скільки пересунеться поршень, якщо зняти стопор?

145. Горизонтальний циліндр завдовжки 75 см розділений двома поршнями на три секції. З циліндра відкачують повітря, а потім у секції вводять відповідно 8 г водню, 4 г гелію й 80 г метану (СН₄). Визначте довжини секцій після встановлення рівноваги.

146. В одному балоні знаходиться кисень під тиском 8 МПа, а в другому — азот під тиском 4 МПа. Визначте тиск суміші цих газів, що утворилася при з'єднанні балонів.

147. У балоні знаходиться повітря при 10 °С з відносною вологістю 60%. Визначте відносну вологість повітря після зменшення об'єму в 3 рази і нагрівання до 100 °С.

148. Два балони, об'єми яких 5 м ³ і 3 м ³, містять повітря за температур відповідно 15 °С і 23 °С. Відносна вологість повітря в першому балоні дорівнює 22%, а в другому − 46%. Визначте відносну вологість повітря після з'єднання балонів.

149. У балон об'ємом 100 л, заповнений сухим повітрям за нормальних умов, вводять 3 г води, а потім нагрівають до 100 °С. Визначте тиск вологого повітря при цій температурі та його відносну вологість.

150. Дерев'яна паличка завдовжки 4 см плаває на поверхні води. По один бік від палички обережно налили мильний розчин. З яким прискоренням почне рухатися паличка, якщо її маса 1 г? Опір води рухові палички не враховуйте.

151. Горизонтальне дротяне кільце масою 4 г і радіусом 3 см торкається поверхні води, яка змочує дріт. Яку силу потрібно прикласти до кільця, щоб відірвати його від води?

152. У двох капілярних трубках різного діаметра, опущених у воду, встановилася різниця рівнів 7,8 см. При опусканні цих капілярів у іншу рідину з густиною 800 кг/м ³різниця рівнів стала 1,6 см. Вважаючи відомим коефіцієнт поверхневого натягу води, визначте коефіцієнт поверхневого натягу рідини.

153. Яку роботу треба виконати, щоб, видуваючи мильну бульбашку, збільшити її діаметр від 2 см до 8 см?

154. Радіус мильної бульбашки R, коефіцієнт поверхневого на тягу мильного розчину σ. Визначте додатковий тиск всередині бульбашки, зумовлений викривленням поверхні, та поверхневу енергію.

155. Яку роботу необхідно виконати, щоб сферичну краплю води радіусом R розділити на дві однакових краплі?

156. 125 однакових крапель ртуті, що мають радіус 0,3 мм, злилися в одну велику краплю. Визначте енергію, що вивільнилася при цьому.

157. Скляні пластинки площею S змочені рідиною.

Поверхневий натяг рі дини σ, відстань між пластинками d.

Яку силу треба прикласти, щоб відірвати пластинки одну від

одної без зсуву?

Завдання 158—166 передбачають встановлення відповідності понять першого та другого стовпчиків. Відповідь дайте у вигляді комбінацій цифр і букв.

158. Встановіть відповідність фізичної величини та її буквеного позначення:

1) маса молекули чи атома; а) т;

2) відносна атомна (молекулярна) маса; б) N;

3) маса речовини; в) т ₀;

4) молярна маса; г) М_r;

5) кількість атомів чи молекул; д) п;

6) концентрація речовини; е) ν;

7) кількість речовини; є) М.

159. Встановіть відповідність фізичної величини та її математичного виразу:

1) відносна атомна маса; а) т ₀· N_A;

2) молярна маса; б) р· V;

3) маса речовини; в) ;

1) кількість речовини; г) N/V;

5) концентрація молекул; д) N/N_A.

160. Встановіть відповідність фізичної величини та її одиниці:

а) К; б) кг; в) м/с; г) м ² /с ²; д) Па; е) кг/м ³; є) кг/моль.

1) тиск газу;

2) температура тіла;

3) молярна маса;

4) маса молекули чи атома;

5) середня квадратична швидкість

руху молекул;

6) густина речовини;

161. Встановіть відповідність міжмолекулярних сил і графіка залежності сили від відстані між молекулами:

1) сила взаємодії;

2) сила притягання;

3) сила відштовхування.

162. Встановіть відповідність процесів і графіків:

1) ізотермічне розширення;

2) ізохорне нагрівання;

3) ізобарне охолодження;

4) ізохорне охолодження;

163. Встановіть відповідність енергії молекул і агрегатного стану речовини:

1) кінетична енергія а) рідина;

молекул значно менша, б) тверда речовина;

ніж потенціальна енергія; в) газ.

2) кінетична енергія

молекул значно більша,

ніж потенціальна енергія;

3) кінетична енергія молекул

приблизно дорівнює

потенціальній енергії;

164. Встановіть відповідність законів і їх математичного запису для ідеального газу:

1) закон Бойля − Маріотта; а) ;

2) закон Гей-Люссака; б) ;

3) закон Шарля; в) P ₁ +P ₂ + … + Р_п⁼Р_с;

4) закон Дальтона; г) ;

5) рівняння Менделєєва − Клапейрона; д) pV = const;

б) рівняння Клапейрона; е)

165. Встановіть відповідність фізичної величини та її математичного виразу: 1) сила поверхневого натягу; a) S σ; 2) відносна вологість повітря; б) 2σ/ r; 3) енергія поверхневого в) ℓσ; шару рідини; г) σ/2 r; 4) лапласівський тиск;; д)