1) Перед вылетом пули из винтовки объём порохового газа, образовавшегося в результате полного сгорания твердого пороха, превышает объём твердого пороха в 83,1 раза. Молярная масса газа 30 г/моль, температура 1000 К. Плотность твердого пороха 1,2 г/см3. Найти в МПа давление порохового газа при вылете пули. 2) В воде плавает прямоугольная коробочка, площадь основания которой равна 0,01 м2. На сколько сантиметров погрузится коробочка в воду, если в неё положить груз массой 0,2 кг?3) Одноатомный газ массой 40 г нагрели на 20 К, при этом газ совершил работу 210,4 Дж. Какое количество тепла было сообщено газу в этом процессе? Молярная масса газа 20 г/моль. Ответ дать в СИ. 4) Смешали 0,4 кг воды при 50°С и 0,1 кг воды при 80°С. Определить в градусах Цельсия температуру смеси при тепловом равновесии.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

1) Для решения данной задачи воспользуемся уравнением состояния идеального газа: PV = nRT, где P - давление газа, V - объём газа, n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа.

Так как объём порохового газа превышает объём твердого пороха в 83,1 раза, то V(газ) = 83,1 * V(тв.порох).

Объём твердого пороха можно найти, зная его плотность: V(тв.порох) = m(тв.порох) / p(тв.порох), где m(тв.порох) - масса твёрдого пороха, p(тв.порох) - плотность твёрдого пороха.

Также можно найти количество вещества газа: n = m(газ) / M, где m(газ) - масса газа, M - молярная масса газа.

С учётом того, что V(газ) = 83,1 * V(тв.порох) и PV = nRT, можно найти давление газа.

2) Для определения высоты погружения коробочки в воду воспользуемся законом Архимеда: F(Арх) = ρ(вода) g V(погружаемой части), где F(Арх) - сила Архимеда, ρ(вода) - плотность воды, g - ускорение свободного падения, V(погружаемой части) - объём погружаемой части.

Зная массу груза, можно найти объём погружаемой части, а затем и высоту погружения коробочки в воду.

3) Тепло, сообщенное газу, можно найти из первого начала термодинамики: ΔQ = ΔU + W, где ΔQ - количество тепла, сообщенное газу, ΔU - изменение внутренней энергии газа, W - работа, совершенная газом.

Зная, что W = 210,4 Дж, а ΔU = nCvΔT, можно найти количество тепла, сообщенное газу.

4) Для определения температуры смеси при тепловом равновесии воспользуемся законом сохранения энергии: m1c1ΔT1 + m2c2ΔT2 = (m1 + m2)cсрΔTср, где m1, c1, ΔT1 - масса, удельная теплоёмкость и изменение температуры первой части воды, m2, c2, ΔT2 - аналогичные величины для второй части воды, cср - удельная теплоёмкость смеси, ΔTср - изменение температуры смеси. Отсюда можно найти температуру смеси.