Масса воздуха в цилиндре при охлаждении изменилась так как крышка закрывшая была негерметична

Масса воздуха в цилиндре при охлаждении изменилась так как крышка закрывшая была негерметична

Тип 27 № 6871

Тонкостенный цилиндр с воздухом закрыт снизу поршнем массой m = 3 кг, который может без трения перемещаться в цилиндре. Цилиндр плавает в вертикальном положении в воде при температуре T = 300 К (см. рис.). Когда цилиндр опустили при постоянной температуре на глубину h = 10 м (от поверхности воды до его верхней крышки), он потерял плавучесть. Найдите массу воздуха в цилиндре. Атмосферное давление равно p₀ = 10 5 Па, масса цилиндра и воздуха в цилиндре гораздо меньше массы поршня.

Поскольку цилиндр лёгкий, а трения между ним и поршнем нет, то при плавании воздух в цилиндре находится под атмосферным давлением Обозначим объём воздуха в цилиндре при плавании через Тогда, согласно уравнению Клапейрона — Менделеева, где  — искомая масса воздуха.

Неизвестный объём V воздуха при атмосферном давлении можно найти из следующих соображений. Сила Архимеда, действующая на цилиндр с поршнем при его плавании и в момент потери плавучести, одна и та же и равна весу поршня: где  — плотность воды, а  — объём вытесненной воды, равный объёму воздуха в цилиндре в момент потери плавучести. Согласно закону Бойля — Мариотта, при изотермическом процессе Поскольку по условию масса цилиндра пренебрежимо мала и трение между поршнем и цилиндром отсутствует, в равновесии давления на верхнюю грань цилиндра с обеих сторон одинаковы:

I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае — формула для внутренней энергии идеального газа, условие установления равновесия в сосуде);

II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений величин, используемых в условии задачи и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);

III) проведены необходимые математические преобразования, приводящие к правильному ответу;

Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют.

Лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачёркнуты, не заключены в скобки, рамку и т. п.).

В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца.

Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа.

В решении отсутствует одна из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.

Аналоги к заданию № 6838: 6871 Все

«По­сколь­ку ци­линдр лёгкий, а тре­ния между ним и порш­нем нет, то при пла­ва­нии воз­дух в ци­лин­дре на­хо­дит­ся под ат­мо­сфер­ным дав­ле­ни­ем Обо­зна­чим объём воз­ду­ха в ци­лин­дре при пла­ва­нии через Тогда, со­глас­но урав­не­нию Кла­пей­ро­на–Мен­де­ле­е­ва, где — ис­ко­мое ко­ли­че­ство воз­ду­ха.»

Это не так, поскольку мы видим, что на какую-то часть поршень погружен в воду. Поэтому давление в цилиндре будет равно Po+плотность воды *g*hводы до дна поршня.

Соответственно, когда поршень в воде полностью давление на дно поршня будет уравновешивать давление внутри поршня. И оно будет Po+плотность воды*g*hводы до дна поршня.

Поршень имеет ненулевую массу, поэтому давление газа сверху не равно давлению воды снизу. А вот цилиндр «лёгкий», поэтому давление воздуха снаружи равно давлению внутри.

ЕГЭ Физика. Апрель 2020

1. Зависимость проекции скорости от времени движения тела имеет вид v_x= -10 + 3t. Найдите координату тела через 15 с от начала движения, если тело начало двигаться и точки с координатой (-7м).

2. У поверхности Земли на космонавта действует гравитационная сила 720 Н. Какая гравитационная сила действует со стороны Земли на того же космонавта в космическом корабле, который движется по круговой орбите на расстоянии трёх радиусов Земли от земной поверхности?

3. Автомобиль, двигаясь по горизонтальной дороге, совершает поворот по дуге окружности. Каков минимальный радиус этой окружности при коэффициенте трения автомобильных шин о дорогу 0,3 и скорости автомобиля 108км/ч?

4. Ящик тянут по земле за веревку по горизонтальной окружности с радиусом 40 м с постоянной по модулю скоростью. Работа силы тяги за один оборот по окружности А = 2,4 кДж. Чему равен модуль силы трения, действующей на ящик со стороны земли?Овет округлите до сотых.

5. В лаборатории исследовали прямолинейное движение тела массой m = 500 г. В таблице приведена экспериментально полученная зависимость пути, пройденного телом, от времени.

L, м	0	1	4	9	16	25	36	49
t. с	0	1	2	3	4	5	6	7

Какие два вывода из приведенных ниже соответствуют результатам эксперимента?

1) В течение всего эксперимента тело двигалось с постоянным ускорением.
2)Скорость тела в момент времени 3 с равнялась 6 м/с.
3) Сила, действующая на тело в момент времени 6 с, равна 2 Н.
4) Кинетическая энергия тела сначала увеличивалась, а потом оставалась постоянной.
5) За первые 2 с действующая на тело сила совершила работу 10 Дж.

6. В первой серии опытов исследовались малые свободные колебания груза на нити некоторой длины. Затем этот же груз закрепили на нити большей длины. Максимальные углы отклонения нити от вертикали в опытах одинаковые. Как при переходе от первой серии опытов ко второй изменятся период и амплитуда (максимальное смещение от положения равновесия) свободных колебаний груза?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1)увеличится
2)уменьшится
3)не изменится

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Период колебаний.

Амплитуда колебаний

7 . Ученик исследовал движение бруска по наклонной плоскости. Он определил, что брусок, начиная движение из состояния покоя, проходит 20 см с ускорением 2,6 м/с 2 .

Установите соответствие между физическими величинами, полученными при исследовании движения бруска (см. левый столбец), и уравнениями, выражающими эти зависимости, приведёнными в правом столбце. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

А) зависимость пути, пройденного

Б) зависимость модуля скорости

брускаот пройденного пути

8.Масса воздуха в цилиндре при нагревании изменилась, так как крышка, закрывавшая цилиндр, была негерметична. Найдите отношение масс воздуха в цилиндре в конечном и начальном состояниях m₂/m₁, если при увеличении температуры воздуха в 4 раза давление увеличилось в 1,5 раза.

9. На Т-р—диаграмме показан процесс изменения состояния идеального одноатомного газа. Газ отдал 80 кДж теплоты. Масса газа не меняется. Определите работу внешних сил над газом в этом процессе, если p₂ = 2р₁.

10. На рисунке показан график зависимости давления одноатомного идеального газа от температуры при постоянной массе. В состоянии 1 внутренняя энергия газа равна 1,5 кДж. Чему равна внутренняя энергия газа в состоянии 2?

11. В жёстком закрытом сосуде находится влажный воздух при температуре 16 °С. Плотность водяных паров в сосуде равна 1,155·10 -2 кг/м 3 . Воздух в сосуде нагревают до 25 °С. Пользуясь таблицей зависимости плотности насыщенных паров воды от температуры, выберите два верных утверждения о результатах этого опыта.

t, °С	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25
pнп, 10 -2 кг/м 3	1,36	1,45	1,54	1,63	1,73	1,83	1,94	2,06	2,18	2,30

1) При температуре 16 °С на стенках сосуда есть капельки росы.
2) Относительная влажность воздуха в сосуде при 18 °С равна 75%.
3) При увеличении температуры относительная влажность воздуха в сосуде уменьшается.
4) Давление в сосуде остаётся постоянным.
5) Плотность водяного пара в сосуде при нагревании увеличивается.

12. В ходе адиабатного процесса внутренняя энергия 1 моль разреженного гелия увеличивается. Как изменяются при этом температура гелия и его давление?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Температура гелия

Давление гелия:

13. На рисунке изображен проволочный виток, по которому течет электрический ток в

направлении, указанном стрелкой. Виток расположен в вертикальной плоскости. В центре витка вектор индукции магнитного поля тока направлен? Ответ запишите словом (словами): вправо, влево, от наблюдателя, к наблюдателю, вниз, веерх.

14. В идеальном колебательном контуре амплитуда колебаний силы тока в катушке индуктивности Im = 5 мА, а амплитуда напряжения на конденсаторе Um= 2,0 В. В момент времени t напряжение на конденсаторе равно 1,2 В. Найдите силу тока в катушке в этот момент времени.

Ответ: ______________ мА

15. Действительное изображение источника света находится на расстоянии 40 см от линзы, с оптической силой 5 дптр. Чему при этом равно отношение расстояния от источника света до линзы к расстоянию от линзы до изображения?

16. Алюминиевый проводник АБ подвешен на тонких медных проволочках и подключён к источнику постоянного напряжения так, как показано на рисунке. Справа от проводника находится северный полюс постоянного магнита. Ползунок реостата плавно перемещают влево.

Из приведённого ниже списка выберите два верных утверждения.

1) Сила тока, протекающего по проводнику АБ, увеличивается

2) Линии индукции магнитного поля, созданного магнитом, вблизи проводника АБ направлены вправо.

3) Сила Ампера, действующая на проводник АБ, уменьшается.

4) Силы натяжения проволочек, на которых подвешен проводник АБ,

5) Сопротивление реостата увеличивается.

17. При настройке колебательного контура генератора, задающего частоту излучения радиопередатчика, расстояние между пластинами конденсатора уменьшили. Как при этом изменились частота излучаемых волн и длина волны излучения?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1)увеличится
2)уменьшится
3)не изменится

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

А частота излучаемых волн

Б длина волны излучения

18. На дифракционную решетку с периодом d перпендикулярно к ней падает широкий пучок монохроматического света с частотой ν.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ	ФОРМУЛЫ
А. длина волны падающего света Б. угол, под которым наблюдается главный дифракционный максимум m-го порядка

Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго изапишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

19. В цепочке радиоактивных превращений после четырех β-распадов и нескольких α-распадов ядро тяжелого элемента превращается в устойчивое ядро, порядковый номер которого на 10 меньше первоначального. Насколько меньше исходного становится массовое число получившегося ядра?

20. Квант света с энергией 27.2 эВ выбивает фотоэлектрон из атома водорода. Найдите скорость электрона вдали от ядра, если энергия ионизации водорода 13.6 эВ. Ответ приведите в Мм/с и округлите, до десятых.

Ответ: _________ Мм/с

21. При наблюдении фотоэффекта увеличили интенсивность падающего света, не изменяя длины волны. Как при этом изменятся работа выхода электронов и величина тока насыщения?
Для каждой величины определите соответствующий характер:
1) увеличивается
2) меньшается
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Работа выхода

Ток насыщения

22. Ваттметр, имеющий на равномерной шкале 50 делений, рассчитан на измерение мощности 500 Вт. Каковы его показания, если стрелка отклонилась на 20 делений, а погрешность прямого измерения мощности составляет половину цены деления ваттметра?

23. Предмет расположен на двойном фокусном расстоянии от тонкой рассеивающей линзы.
Выберите два верных утверждения:
1) Его изображение будет перевернутым и мнимым.
2) Его изображение будет прямым и мнимым.
3) Его изображение будет увеличенным.
4) Его и изображение будет уменьшенным.
5) Предмет и изображение будут одного размера.

24. Рассмотрите таблицу, содержащую характеристики планет Солнечной системы

Выберите все утверждения, которые соответствуют характеристикам пла-

1) На Марсе может наблюдаться смена времён года.

2) Ускорение свободного падения на Нептуне составляет около 11,4 м/с 2 .

3) Объём Марса в 3 раза меньше объёма Венеры

4) Вторая космическая скорость для Меркурия составляет примерно 1,25 км/с.

5) Орбита Венеры находится на расстоянии примерно 108 млн км от Солнца.

25. Смещение груза пружинного маятника меняется с течением времени по закону х = A sin 2πt/T, где период Т = 1 с. Через какое минимальное время, начиная с момента t = 0, потенциальная энергия маятника достигнет половины своего максимума?

26. На дифракционную решетку падают лучи под прямым углом. Найдите наибольший порядок k максимума. Решетка имеет 100 штрихов на 1 мм, длина волны падающего света — 650 нм.

Воздух в закрытом цилиндре сжали. Изменилась ли масса воздуха? Изменилась ли плотность воздуха под поршнем? Ответ поясните.

Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах.

Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте.

Как быстро и эффективно исправить почерк? Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.

Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.