МКТ и термодинамика

В сосуде емкостью 10 л, воздух из которого был откачан до высокого вакуума, находится насыщенный водяной пар при температуре 38 °С. Затем его охлаждают до 22 °С. На графике зависимости давления pн насыщенного водяного пара от температуры t обозначены состояния пара, находящегося в этом сосуде. Используя данные графика, определите массу сконденсировавшейся воды в результате охлаждения. Объемом воды в сосуде можно пренебречь. [рис.]

В закрытом сосуде находится одноатомный идеальный газ, масса которого 12 г. В течение опыта давление газа в сосуде равно 4 · 105 Па при температуре 400 K. После охлаждения газа его давление понизилось до 2 · 105 Па. Какова молярная масса газа, если отданное им количество теплоты равно 7,5 кДж? Стенки сосуда считать прочными и теплопроводимыми.

[рис.] В сосуде ёмкостью V = 2 л, воздух из которого был откачан до высокого вакуума, разбили заполненную водой ампулу ёмкостью V1 = 4 см3. Какая часть воды, содержавшейся в ампуле, испарилась? В сосуде поддерживалась температура $16 градусовC$ Зависимость давления насыщенного пара от температуры представлена на графике. Объёмом воды в сосуде можно пренебречь.

[рис.] Из сосуда объемом 0,1 м3 выкачали воздух до состояния тяжелого вакуума. Затем в нем разбили пробирку с водой объемом 1 см3. На рисунке приведен график зависимости давления насыщенных паров воды от температуры. Определите установившееся значение относительной влажности воздуха в сосуде. Температура в сосуде постоянна и равна 36 °C.

Кусок льда опустили в термос с водой массой 1100 г, имеющей начальную температуру $15 градусовC$ Начальная температура льда равна $0 градусовC$ При достижении теплового равновесия в воде остаётся плавать кусочек льда. Какая масса льда растаяла в процессе перехода к тепловому равновесию? Теплоёмкостью термоса можно пренебречь.

[рис.] На T-⁠p диаграмме (см. рис.) изображен циклический процесс 1−2−3−1, проводимый с 1 молем идеального газа. Размеры «клеток» на диаграмме: 250 К по оси T и 105 Па по оси p. Перестройте диаграмму в осях p-⁠V и найдите работу газа на участке 1−2−3.

В калориметре находятся в тепловом равновесии вода и лед. После опускания в калориметр болта, имеющего массу 165 г и температуру –40 °С, 20% воды превратилось в лед. Удельная теплоемкость материала болта равна 500 Дж/(кг · К). Какая масса воды первоначально находилась в калориметре? Теплоемкостью калориметра пренебречь.

В кастрюлю положили кусок льда массой m = 1,5 кг с температурой t0 = 0 °C и поставили ее на газовую горелку плиты. Когда лед полностью расплавился, оказалось, что по счетчику был израсходован объем газа (метана $СН$_4$$ с молярной массой 16 г/моль) V = 35 л. Найдите, сколько процентов составляли потери количества теплоты, полученного от сгорания газа. Давление газа считайте близким к нормальному атмосферному, температура газа T = 295 К, удельная теплота сгорания метана равна q = 50,1 МДж/кг.

На заводе изготовили биметаллическую деталь в виде сплошного цилиндра, внутренняя осесимметричная цилиндрическая часть которого выполнена из железа, а остальная — из алюминия. Площадь поперечного сечения алюминиевой части цилиндра в 2 раза больше, чем у железной, а масса всей детали равна m = 1,5 кг. Какое количество теплоты нужно сообщить этой детали для того, чтобы повысить ее температуру на 1 К?

Один моль идеального одноатомного газа участвует в некотором процессе, в котором теплоемкость газа постоянна. В начале этого процесса газ имеет давление 200 кПа и занимает объем 1 л. В ходе процесса газ расширяется до объема 8 л и его давление становится равным 100 кПа. При этом газ получает от окружающих тел количество теплоты 1,8 кДж. Во сколько раз теплоемкость газа в этом процессе превышает изохорическую молярную теплоемкость одноатомного идеального газа?