20 Стенки замкнутого сосуда первоначально имеют температуру $T_1$. Сосуд заполняют газом с температурой $T$.

В каком случае газ оказывает более высокое давление на стенки сосуда: если $T_1 < T$ или если $T_1 > T$?

A H

Какой шар будет иметь большую температуру?

A H

133 Горизонтальный поршень с малым трением, незначительными массой и теплоемкостью делит вертикальный изолированный цилиндр на две половины. Каждая половина цилиндра содержит $1~моль$ воздуха при нормальных температуре и давлении. К поршню подвешивают груз массой $m$, как показано на рисунке. Груз тянет поршень вниз и после нескольких колебаний останавливается в состоянии покоя.

На сколько изменится объем воздуха в нижней части цилиндра после установления равновесия?

A H

Считать массу груза очень большой.

135^★★ Запаянная снизу стеклянная пробирка длиной $152~см$ удерживается в вертикальном положении. Верхняя половина пробирки заполнена ртутью, нижняя - воздухом. Воздух медленно нагревают.

a Какое количество теплоты необходимо передать воздуху, чтобы всю ртуть вытеснить из пробирки?

A H

b Изобразите на графике, как изменяется молярная теплоемкость воздуха в течение этого процесса.

A

Атмосферное давление $p_0 = 760~мм.~рт.ст$.

136 Извержение вулкана — обычное явление в Исландии. Как известно, ледники занимают около $11\%$ площади этого острова, поэтому вулканические извержения весьма часто происходят под ледниками. Так, в октябре $1996$ года такое извержение произошло под ледником Ватнайокул, самым большим ледником Европы. В месте извержения ледник был ровный и гладкий толщиной $500~ м$. В результате извержения, длившегося целый день, образовалась глубокая впадина на нижней поверхности ледника в форме перевернутого конуса глубиной $100~м$ и диаметром $1 ~км$.

a Объясните, как образовалось это углубление.

A H

b Что могло бы быть найдено под ледяным кратером в это время?

A

c Попытайтесь предсказать последующие события.

A

145 Абсолютно черный сферический зонд находится очень далеко от Солнечной системы. В результате нагрева изнутри источником ядерной энергии с плотностью $I$ поверхностная температура зонда стала равна $T$. Теперь зонд закрепили внутри тонкого теплового экрана, абсолютно чёрного с обеих сторон, при помощи теплоизолирующих стержней (см. рис).

a Найдите новую температуру поверхности зонда.

A H

b Определите также поверхностную температуру, которая возникла бы при использовании $N$ таких экранов.

A

146^★ Два теплоизолированных контейнера содержат одинаковые массы воды. В одном из них вода имеет температуру $T_1$, в другом $T_2$ ($T_2 > T_1$).

Какова максимальная работа, которую эта система может произвести, если она используется как тепловой двигатель?

A H

Считайте, что удельная теплоемкость воды постоянна во время всего периода работы.

147 При нормальных условиях в одной части сосуда находятся два моля гелия, в другой — три моля кислорода. Сосуды разделены перегородкой.

Как изменится энтропия системы, если убрать перегородку?

A H

148 При помощи поршневого насоса доводят давление воздуха в $10$-литровом баллоне до десяти атмосфер.

Какая работа при этом совершается, если за один цикл насос прокачивает $1~ литр$ воздуха?

A H

Стенки баллона и насоса хорошо проводят тепло, так что температуру можно считать постоянной.