Задачи для самостоятельного решения

• 1. Оцените массу воздуха, содержащегося в одном кубическом метре при температуре 300 К и давлении 1 бар. Примем, что молярная масса воздуха равна 29 г/моль.
• 2. Сравните плотности гелия и воздуха (в кг/ м³) при 300 К, 100 кПа.
• 3. Определите массу 10 молей воздуха, воды, метана.
• 4. Температура воздуха в помещении 22 °C. Выразите ее в градусах Ренкина и Фаренгейта.
• 5. Температура тела при охлаждении уменьшилась на 50°F. Выразите изменение температуры в °R, К и °С.
• 6. Рассмотрим две закрытые системы. Энергия первой системы равна 1000 Дж, а температура — 20 °C. Энергия второй системы 100 Дж, а температура — 50 °C. Определите, в какую сторону будет направлен тепловой поток, если привести два тела в соприкосновение.
• 7. Чему равно абсолютное давление в баллоне на уровне моря, если избыточное давление, показываемое манометром, равно 2 атм.

• 8. Определите высоту горы, если у ее подножия барометр показывает давление 0,98 бар, а на вершине горы — 0,8 бар. Примем, что плотность воздуха равна 1,2 кг/м³.
• 9. Определите давление в море на глубине 30 и 150 м. Примем, что плотность морской воды равна 1,03 г/см³, а барометрическое давление — 1 бар.
• 10. Газ находится иод поршнем в вертикально расположенном цилиндре. Масса поршня равна 5 кг, а площадь его поперечного сечения составляет 35 см². Определите давление в цилиндре, если атмосферное давление равно 98 кПа.
• 11. Газ находится под поршнем в вертикально расположенном цилиндре при давлении 1 бар. Масса поршня равна 4 кг, диаметр поршня — 11 см. Чему равно атмосферное давление?
• 12. Ускорение свободного падения на Земле равно примерно 9,81 м/с², а на Луне — приблизительно 1,62 м/с². Если вес некоторого товара измеряется с помощью пружинных весов (безмена), то во сколько раз стоимость одного килограмма на Земле отличается от стоимости этого же количества товара на Луне? Где килограмм стоит дороже?
• 13. Для расчета ветро-холодового индекса (эффективной температуры ?_эфф с учетом скорости ветра V) применяется формула

в которой температура приводится в градусах Цельсия, а скорость ветра — в м/с. Формула получена путем анализа скорости замерзания воды в зависимости от температуры воздуха и скорости ветра. Определите эффективную температуру воздуха при скорости ветра 10 и 20 м/с, если температура воздуха равна -10 ⁰С.

• 14. Для подачи воздуха в помещение требуется проложить под водой 20-метровую трубу диаметром 14 см. Определите величину силы, с которой труба будет выталкиваться из воды. Примем плотность воды равной 1000 кг/м³, плотность воздуха — 1,2 кг/м³.
• 15. Плотность гелия при 0 °C равна 0,179 кг/м³, плотность воздуха — 1,29 кг/м³. Подъемную силу воздушного шара можно рассчитать по формуле

Определите ускорение заполненного гелием воздушного шара диаметром 10 м после освобождения от креплений, если масса груза равна 150 кг.

• 16. Манометр показывает давление 15 кГс/см². Переведите это давление в кПа, атм. и бары.
• 17. Зависимость атмосферного давления от высоты приближенно можно рассчитать с помощью формулы

где высота над уровнем моря 2 изменяется в км. Рассчитайте величину атмосферного давления на высоте 500,1500,10 000 м.

18. В баллоне находится смесь газов следующего состава: 2 моль Н₂, 3 моль 0₂ и 1 моль Аг. Выразите состав смеси в массовых долях.

• 19. В баллоне находится смесь газов следующего состава: 50 г СН₄ и 100 г С0₂. Выразите состав в мольных долях.
• 20. Объем сосуда, содержащего смесь трех газов с температурой 25 °C, равен 20 дм³. Определите давление газа, если смесь состоит из 1 моль 0₂ и 3,3 моль N₂.
• 21. Напишите реферат о приборах для измерения температуры. Какой термометр вы рекомендовали бы для измерения температуры тела человека, автомобильного двигателя, расплавленного металла в конвертере?
• 22. Напишите реферат о приборах для измерения давления. Какой прибор вы рекомендовали бы для измерения артериального давления, атмосферного давления, давления в колесе автомобиля?