Физика ЕГЭ - банк заданий - страница 225

В комнате размерами 6 м × 5 м × 3 м, в которой воздух имеет температуру 20 °C и относительную влажность 35%, включили увлажнитель воздуха производительностью 0,36 кг/ч. Сколько времени необходимо работать увлажнителю, чтобы относительная влажность воздуха в комнате стала равна 70%? Давление насыщенного водяного пара при температуре 20 °C равно 2,33 кПа. Комнату считать герметичным сосудом.

В горизонтальном цилиндрическом сосуде, закрытом поршнем, находится одноатомный идеальный газ. Первоначальное давление газа p₁ = 4·10⁵ Па. Расстояние от дна сосуда до поршня L = 30 см. Площадь поперечного сечения поршня S = 25 см². В результате медленного нагревания газа поршень некоторое время покоился, а затем медленно сдвинулся на расстояние x = 10 см. При движении поршня на него со стороны стенок сосуда действует сила трения величиной F_тр = 3·10³ Н. Какое количество теплоты получил газ в этом процессе? Считать, что сосуд находится в вакууме.

Сосуд с воздухом, отделённым от атмосферы поршнем, поместили в сосуд с водой и прикрепили ко дну кастрюли нитью, не дающей сосуду всплыть на поверхность. Начальная температура воздуха в сосуде и воды в кастрюле t₁ =18 °С. Кастрюлю помещают в холодильник. Ниже какой температуры t₂ должна охладиться вода, чтобы сосуд опустился на дно кастрюли? Начальный объём воздуха в сосуде V₁ = 2 дм³. Масса сосуда с поршнем m = 2,2 кг. Сосуд и поршень изготовлены из стали, плотность которой ρ = 7800 кг/м³.  Поршень может скользить без трения со стенками сосуда. Считать массу воздуха в сосуде намного меньшей, чем масса сосуда с поршнем.

В вертикальном цилиндрическом сосуде с площадью поперечного сечения S = 5 см², ограниченном сверху подвижным поршнем массой M = 1 кг, находится воздух при комнатной температуре. Первоначально поршень находился на высоте H = 13 см от дна сосуда. На какой высоте h от дна сосуда окажется поршень, если на него положить груз массой m = 0,5 кг? (Воздух считать идеальным газом, а его температуру – неизменной. Атмосферное давление принять равным 10⁵ Па.) Трение между стенками сосуда и поршнем не учитывать.

 Два одинаковых теплоизолированных сосуда соединены короткой трубкой с краном. В первом сосуде находится 1=2 моль гелия при температуре T₁=400 К; во втором - 2=3 моль аргона при температуре T₂=300 К. Кран открывают. В установившемся равновесном состоянии давление в сосудах становится p = 5,4 кПа. Определите объём V одного сосуда. Объёмом трубки пренебречь.

С идеальным одноатомным газом, который находится в сосуде с поршнем, провели два опыта. В первом опыте газу сообщили, закрепив поршень, количество теплоты Q₁, в результате чего его температура повысилась на ΔТ = 1 К. Во втором опыте, предоставив газу возможность изобарно расширяться, сообщили ему количество теплоты Q₂, которое на 208 Дж больше, чем Q₁. В результате температура газа повысилась, как и в первом случае, на ΔТ. Какова, по данным этих двух опытов, молярная масса газа, если его масса m = 1 кг?

Два теплоизолированных сосуда, объёмы которых V₁ = 2V и V₂ = V, соединены между собой трубкой с вентилем. Вентиль закрыт. Сосуды содержат соответственно разреженный аргон и разреженный криптон в количествах n₁ и n₂ = 2n₁ при температурах Т₁ и Т₂ = 2Т₁ соответственно. Каким будет давление в сосудах, если вентиль открыть?

Частица, имеющая заряд q = 5⋅10^-9 Кл, влетает в электрическое поле конденсатора параллельно его пластинам в точке, находящейся посередине между пластинами (см. рисунок). Минимальная скорость, с которой частица должна влететь в конденсатор, чтобы затем вылететь из него, v = 250 м/с. Длина пластин конденсатора l = 5 см; расстояние между пластинами d = 1 см; напряженность электрического поля конденсатора E = 5000 В/м. Чему равна масса частицы? Поле внутри конденсатора считать однородным, силой тяжести пренебречь. Считать, что конденсатор находится в вакууме.

Протон влетает в электрическое поле конденсатора параллельно его пластинам в точке, находящейся посередине между пластинами (см. рисунок). Найдите минимальную скорость, с которой протон должен влететь в конденсатор, чтобы затем вылететь из него. Длина пластин конденсатора 5 см, расстояние между пластинами 1 см, напряженность электрического поля конденсатора 5000 В/м. Поле внутри конденсатора считать однородным, силой тяжести пренебречь.

Две большие параллельные вертикальные пластины из диэлектрика расположены на расстоянии d = 5 см друг от друга. Пластины равномерно заряжены разноименными зарядами. Модуль напряжённости поля между пластинами E = 6⋅10⁵ В/м. Между пластинами, на равном расстоянии от них, помещен маленький шарик с зарядом q = 5⋅10^-11 Кл и массой m = 3⋅10^-6 г. После того как шарик отпускают, он начинает падать. Какую скорость будет иметь шарик, когда коснётся одной из пластин? Трением о воздух и размерами шарика пренебречь.