Тепловой баланс, тепловое равновесие

В калориметре находится 1 кг льда при температуре −5 °C. Какую массу воды, имеющей температуру 20 °C, нужно добавить в калориметр, чтобы температура его содержимого после установления теплового равновесия оказалась −2 °C? Теплообменом с окружающей средой и теплоёмкостью калориметра пренебречь.

Метеорологический зонд удерживается на поверхности Земли силой 1 кН. Затем зонд отпускают, он поднимается вверх и остаётся на такой высоте, где его объём увеличивается в 2 раза. Температура, измеренная зондом на этой высоте, равна $минус 43 градусовC$ а давление 6,6 кПа. Определите общую массу зонда, если давление на поверхности Земли равно 105 Па, а температура равна $плюс 17 градусовC$

В двух сосудах находится одинаковое количество воды при одинаковой температуре. В первый сосуд добавляют 0,42 кг воды при температуре $100 градусовC$ а во второй — 0,42 кг пара при температуре $100 градусовC$ Конечная температура воды в сосудах после установления теплового равновесия отличается на $50 градусовC$ Найдите начальную массу воды в каждом сосуде. Теплообменом с окружающей средой и теплоемкостью сосудов пренебречь.

В школьном физическом кружке изучали уравнение теплового баланса. В одном из опытов использовали два калориметра. В первом калориметре находилось 400 г воды, во втором 300 г льда и 200 г воды при 0 °C. Какой была первоначальная температура воды в первом калориметре, если после добавления в него всего содержимого второго в первом калориметре установилась температура 3 °C? Теплоёмкостью калориметров пренебречь.

В сосуде лежит кусок льда. Температура льда $t_1=0 в степени левая круглая скобка \circ правая круглая скобка C$ Если сообщить ему количество теплоты Q, то весь лёд растает и образовавшаяся вода нагреется до температуры $t_2=30 в степени левая круглая скобка \circ правая круглая скобка C$ Какая доля льда k растает, если сообщить ему количество теплоты $q= дробь: числитель: Q, знаменатель: 2 конец дроби ?$ Тепловыми потерями на нагрев сосуда пренебречь.

Теплоизолированный сосуд разделён тонкой теплоизолирующей перегородкой на две части, отношение объёмов которых $дробь: числитель: V_2, знаменатель: V_1 конец дроби =4$ Обе части сосуда заполнены одинаковым одноатомным идеальным газом. Давление в первой из них равно p0, во второй — 2p0. Каким станет давление в сосуде, если перегородку убрать?

Два теплоизолированных сосуда объемом 1 м3 соединены трубкой с закрытым краном. В первом сосуде содержится 1 моль гелия при температуре 450 K, во втором — 3 моль неона при температуре 300 К. Какое давление установится в сосудах после открытия крана?

Сосуд разделен тонкой перегородкой на две части. В первой части сосуда находится воздух с относительной влажностью $\varphi_1=60 \%$ во второй части находится воздух с относительной влажностью $\varphi_2=70 \%$ После того, как убрали перегородку, в сосуде установилась относительная влажность воздуха 65%. Найдите отношение объемов частей сосуда. Считать, что температура воздуха в частях сосуда одинакова и не изменилась после снятия перегородки.

В запаянной с одного конца трубке находится влажный воздух, отделенный от атмосферы столбиком ртути длиной l = 76 мм. Когда трубка лежит горизонтально, относительная влажность воздуха $\varphi_1$ в ней равна 80%. Какой станет относительная влажность этого воздуха $\varphi_2$ если трубку поставить вертикально, открытым концом вниз? Атмосферное давление равно 760 мм рт. ст. Температуру считать постоянной.

Определить массу воды m, которую теряет человек за $\tau=1$ ч в процессе дыхания, исходя из следующих данных. Относительная влажность вдыхаемого воздуха $фи _1=60 \%$ относительная влажность выдыхаемого воздуха $фи _2=100 \%$ Человек делает в среднем $n=15$ вдохов в минуту, выдыхая каждый раз $V=2,5$ л воздуха. Температура вдыхаемого и выдыхаемого воздуха принять $t=36$ °С, давление насыщенного водяного пара при этой температуре $p_\text н=5,9$ кПа. Молярная масса воды $M=18$ г/⁠моль.

Свинцовая пуля массой m1 = 8 г при температуре t1 = 100 °C, летящая со скоростью υ = 400 м/⁠с, попадает в неподвижную медную сферу массой m2 = 200 г, содержащую внутри лед массой m3 = 50 г при температуре t2 = 0 °C, и застревает там, при этом сфера не вращается. Какая температура t3 установится в системе после достижения теплового равновесия, если пуля и сфера находятся в невесомости и не обмениваются теплотой с другими телами?

Свинцовая пуля массой m1 = 10 г при температуре t1 = 100 °C, летящая со скоростью υ = 500 м/⁠с, попадает в неподвижную медную сферу массой m2 = 200 г, содержащую внутри лед массой m3 = 50 г при температуре t2 = 0 °C, и застревает там, при этом сфера не вращается. Какая температура t3 установится в системе после достижения теплового равновесия, если пуля и сфера находятся в невесомости и не обмениваются теплотой с другими телами?

В емкость с водой при температуре $t_1$ добавили шарик с $t_2=10 градусов$ и температура стала $t_3=40 градусов$ Не вынимая этот шарик, добавили еще один такой же при температуре $t_2$ и температура стала $t_4=34 градусов$ Найдите $t_1$

В закрытом сосуде при температуре $100 градусов$ находится влажный воздух с относительной влажностью воздуха 60% под давлением 100 кПа. Объем сосуда изотермически уменьшили в 2,5 раза. Во сколько раз нужно увеличить абсолютную температуру воздуха без изменения объема сосуда, чтобы получить такое же конечное давление? Объемом сконденсировавшейся воды пренебречь.

Сосуд разделен тонкой перегородкой на две части, отношение объемов которых $дробь: числитель: V_2, знаменатель: V_1 конец дроби =3$ В первой части сосуда находится воздух с относительной влажностью $\varphi_1=80\%$ Если убрать перегородку, то относительная влажность воздуха в сосудах после установления теплового равновесия будет равна 50%. Определите начальную влажность во втором сосуде, считая, что температура воздуха в частях сосуда одинакова и не изменилась после снятия перегородки.

В сосуд с водой при температуре t1 = 50 °С опускают шарик с температурой t2. После установления теплового равновесия температура стала t3 = 40 °C. Не вынимая первый шарик, в сосуд опускает еще один шарик с температурой t2. После установления теплового равновесия t4 = 34 °С. Найдите температуру шариков t2. Теплообменом с окружающей средой и сосудом можно пренебречь.

В откачанный сосуд объемом V = 30 л, имеющий жесткие стенки, напустили $\nu_1=0,4моля$ аргона со среднеквадратичной скоростью движения атомов $\overline u_1=250 м/с$ и $\nu_2=0,6моля$ неона со среднеквадратичной скоростью движения атомов $\overline u_2=500 м/с$ Какое равновесное давление установится в этом сосуде, если его теплоемкостью и теплообменом с окружающей средой можно пренебречь?

Сосуд объемом 10 л содержит смесь водорода и гелия общей массой 2 г и давлении 200 кПа. Соотношение массы водорода к массе гелия в смеси равно 1,5. Чему равна температура в сосуде?

Школьный класс имеет размеры пола 8 м × 12 м и высоту потолка 4,5 м. Осенью при атмосферном давлении 740 мм рт. ст. температура в классе равнялась 18 °C, а зимой, после похолодания и включения отопления температура повысилась до 24 °C при давлении 765 мм рт. ст. На сколько изменилось число молекул азота в классе? В воздухе содержится 78% азота по объему. Молярная масса воздуха равна 29 кг/⁠кмоль, объемом учителя, учеников, мебели и учебных пособий можно пренебречь.

Царь-⁠колокол был отлит в 1730 году по указу Анны Иоанновны из оловянистой бронзы и имеет массу 202 тонны. Его так и не смогли поднять на колокольню, и в 1737 году во время «великого пожара» в Москве его, по одной из версий, усиленно обливали водой, чтобы он не расплавился (температура плавления бронзы около 1000 °С). В результате из-⁠за неравномерного охлаждения колокол растрескался и от него откололся кусок массой М около 12 тонн. Пусть этот кусок охлаждали водой, температура которой была равна 20 °С. Оцените, какой объем занимает водяной пар сразу после испарения воды, вылитой на осколок, если он охлаждается от 900 °С до 100 °С. Считайте, что вся вода при попадании на металл сразу испаряется. Удельная теплоемкость бронзы равна 380 Дж/(кг · К).

В комнате при 20 °С относительная влажность 40%. При физической нагрузке через легкие человека приходит 15 л воздуха за 1 минуту. Выдыхаемый воздух имеет температуру 34 °C и влажность 100%. Давление насыщенного пара при 20 °С равно 2,34 кПа, а при 34 °C составляет 5,32 кПа. Какую массу воды теряет тело человека за 1 час за счет дыхания? Считать, что выдыхаемый воздух имеет такой же объем, какой проходит через легкие человека. Влажность воздуха в комнате не меняется.

В закрытом сосуде находится азот под давлением 2 атм с начальной температурой 280 К. Газ нагревают до температуры 3000 К, при этом давление газа увеличивается до 30 атм и часть молекул распадается на атомы. Какая часть молекул распалась?

В сосуде под поршнем находится влажный воздух с относительной влажностью 60% при постоянной температуре 100 °C. В начальном состоянии его давление составляет $p_1=1,6 умножить на 10 в степени 5 Па$ Определите, во сколько k раз нужно уменьшить объем в сосуде, чтобы давление возросло в 3 раза?

В калориметр, содержащий M = 250 г воды при температуре t1 = 20 °C, опускают железный шар массой m = 100 г, находящийся при температуре t2 = 600 °C. Какая температура t3 установится в калориметре после достижения теплового равновесия? Считайте, что при контакте раскаленного металла с водой она быстро превращается в пар и образовавшиеся пары воды сразу улетучиваются. Другими потерями теплоты можно пренебречь.

Объем 0,1 литра водорода нагревают при постоянном давлении от 300 до 3000 К. При высоких температурах молекулы водорода распадаются на отдельные атомы. На графике показана зависимость доли распавшихся молекул от температуры. Чему равен конечный объем газа? [рис.]

Для получения и поддержания температуры 0 ºС, одной из двух реперных точек на шкале Цельсия, в лабораторной практике часто используют следующий метод. В теплоизолированный стакан наливают дистиллированную воду комнатной температуры, поливают воду сверху жидким азотом, перемешивая смесь ложкой до тех пор, пока не образуется масса серого цвета, состоящая из мелких кристалликов льда и воды. Это обеспечивает нужную температуру в течение длительного времени — смесь помещают в сосуд Дьюара, где она медленно тает при 0 ºС. Какой объем V жидкого азота требуется израсходовать для получения массы m = 300 г такой смеси, содержащей 75% льда и 25% воды (по массе), из воды при 25 ºС? Теплоемкостями стакана и ложки, а также потерями теплоты можно пренебречь. Плотность жидкого азота ρж = 808 кг/⁠м3, удельная теплота парообразования L = 197,6 кДж/⁠кг.

В комнате размерами 4 × 5 × 3 м, в которой воздух имеет температуру 10 °C и относительную влажность 30%, включили увлажнитель воздуха производительностью 0,2 л/⁠ч. Чему станет равна относительная влажность воздуха в комнате через 1,5 ч? Давление насыщенного водяного пара при температуре 10 °C равно 1,23 кПа. Комнату считать герметичным сосудом.

В калориметр, содержащий 200 г воды при температуре 15 °C, добавили 20 г мокрого снега. Температура в калориметре стала равна 10 °C. Сколько воды было в снеге?

В комнате площадью 30 м2, при температуре 25 °C относительная влажность воздуха 20% (давление насыщенных паров 3160 Па), включают увлажнитель воздуха, который увлажняет со скоростью 0,36 л/⁠ч, спустя 3 ч относительная влажность воздуха равняется 60%. Найти высоту комнаты.

В комнате размером 3 × 5 × 6 м при температуре 20 °C влажность воздуха равна 35%. После включения увлажнителя воздуха, производительность которого равна 0,36 л/⁠ч, влажность в комнате стала равна 70%. За какое время это произошло? Давление насыщенного пара при 20 °C равно 2,33 кПа.