Вход на сайт |
6663.
Определить скорость θ звука в азоте при температуре Т=300 К.
6664.
Найти скорость θ звука в воздухе при температурах T1=290 К и Т2=350 К.
6665.
Наблюдатель, находящийся на расстоянии l=800 м от источника звука, слышит звук, пришедший по воздуху, на Δt=1,78 с позднее, чем звук, пришедший по воде. Найти скорость θ звука в воде, если температура Т воздуха равна 350 К.
6666.
Скорость θ звука в некотором газе при нормальных условиях равна 308 м/с. Плотность ρ газа равна 1,78 кг/м3. Определить отношение Сp/Сv для данного газа.
6667.
Найти отношение скоростей θ1/θ2 звука в водороде и углекислом газе при одинаковой температуре газов.
6668.
Температура Т воздуха у поверхности Земли равна 300 К; при увеличении высоты она понижается на ΔT=7 мК на каждый метр высоты. За какое время звук, распространяясь, достигнет высоты h=8 км?
6669.
Имеются два источника, совершающие колебания в одинаковой фазе и возбуждающие в окружающей среде плоские волны одинаковой частоты и амплитуды (A1=A2=1 мм). Найти амплитуду А колебаний точки среды, отстоящей от одного источника колебаний на расстоянии x1=3,5 м и от другого — на x2=5,4 м. Направления колебаний в рассматриваемой точке совпадают. Длина волны λ=0,6 м.
6670.
Стоячая волна образуется при наложении бегущей волны и волны, отраженной от границы раздела сред, перпендикулярной направлению распространения волны. Найти положения (расстояния от границы раздела сред) узлов и пучностей стоячей волны, если отражение происходит: 1) от среды менее плотной; 2) от среды более плотной. Скорость θ распространения звуковых колебаний равна 340 м/с и частота ν=3,4 кГц.
6671.
Определить длину λ бегущей волны, если в стоячей волне расстояние l между: 1) первой и седьмой пучностями равно 15 см; 2) первым и четвертым узлом равно 15 cм
6672.
В трубе длиной l=1,2 м находится воздух при температуре T=300 К. Определить минимальную частоту νmin возможных колебаний воздушного столба в двух случаях: 1) труба открыта; 2) труба закрыта.
6673.
Широкая трубка, закрытая снизу и расположенная вертикально, наполнена до краев водой. Над верхним отверстием трубки помещен звучащий камертон, частота ν колебаний которого равна 440 Гц. Через кран, находящийся внизу, воду медленно выпускают. Когда уровень воды в трубке понижается на ΔH=19,5 см, звук камертона усиливается. Определить скорость θ звука в условиях опыта.
6674.
Один из способов измерения скорости звука состоит в следующем. В широкой трубке A может перемещаться поршень В. Перед открытым концом трубки A, соединенным с помощью резиновой трубки с ухом наблюдателя, расположен звучащий камертон К. (рис. 7.4.). Отодвигая поршень В от конца трубки A, наблюдатель отмечает ряд следующих друг за другом увеличении и уменьшении громкости звука. Найти скорость θ звука в воздухе, если при частоте колебаний ν=440 Гц двум последовательным усилениям интенсивности звука соответствует расстояние Δl между положениями поршня, равное 0,375 м.
6675.
На рис. 7.5 изображен прибор, служащий для определения скорости звука в твердых телах и газах. В латунном стержне А, зажатом посередине, возбуждаются колебания. При определенном положении легкого кружочка В, закрепленного на конце стержня, пробковый порошок, находящийся в трубке С, расположится в виде небольших кучек на равных расстояниях. Найти скорость θ звука в латуни, если расстояние и между кучками оказалось равным 8,5 см. Длина стержня l=0,8 м.
6676.
Стальной стержень длиной l=1 м, закрепленный посередине, натирают суконкой, посыпанной канифолью. Определить частоту ν возникающих при этом собственных продольных колебаний стержня. Скорость θ продольных волн в стали вычислить.
6677.
Поезд проходит мимо станции со скоростью u=40 м/с. Частота ν0 тона гудка электровоза равна 300 Гц. Определить кажущуюся частоту ν тона для человека, стоящего на платформе, в двух случаях: 1) поезд приближается; 2) поезд удаляется.
6678.
Мимо неподвижного электровоза, гудок которого дает сигнал частотой ν0=300 Гц, проезжает поезд со скоростью и=40 м/с. Какова кажущаяся частота ν тона для пассажира, когда поезд приближается к электровозу? когда удаляется от него?
6679.
Мимо железнодорожной платформы проходит электропоезд. Наблюдатель, стоящий на платформе, слышит звук сирены поезда. Когда поезд приближается, кажущаяся частота звука ν1=1100 Гц; когда удаляется, кажущаяся частота ν2=900 Гц. Найти скорость и электровоза и частоту ν0 звука, издаваемого сиреной.
6680.
Когда поезд проходит мимо неподвижного наблюдателя, высота тона звукового сигнала меняется скачком. Определить относительное изменение частоты Δν/ν, если скорость и поезда равна 54 км/ч.
6681.
Резонатор и источник звука частотой ν0=8 кГц расположены на одной прямой. Резонатор настроен на длину волны λ=4,2 см и установлен неподвижно. Источник звука может перемещаться по направляющим вдоль прямой. С какой скоростью u и в каком направлении должен двигаться источник звука, чтобы возбуждаемые им звуковые волны вызвали колебания резонатора?
6682.
Поезд движется со скоростью u=120 км/ч. Он дает свисток длительностью τ0=5 с. Какова будет кажущаяся продолжительность τ свистка для неподвижного наблюдателя, если: 1) поезд приближается к нему; 2) удаляется? Принять скорость звука равной 348 м/с.
6683.
Скорый поезд приближается к стоящему на путях электропоезду со скоростью и=72 км/ч. Электропоезд подает звуковой сигнал частотой ν0=0,6 кГц. Определить кажущуюся частоту v звукового сигнала, воспринимаемого машинистом скорого поезда.
6684.
На шоссе сближаются две автомашины со скоростями u1=30 м/с и u2=20 м/с. Первая из них подает звуковой сигнал частотой ν1=600 Гц. Найти кажущуюся частоту ν2 звука, воспринимаемого водителем второй автомашины, в двух случаях: 1) до встречи; 2) после встречи. Изменится ли ответ (если изменится, то как) в случае подачи сигнала второй машиной?
6685.
Узкий пучок ультразвуковых волн частотой ν0=50 кГц направлен от неподвижного локатора к приближающейся подводной лодке. Определить скорость и подводной лодки, если частота ν1 биений (разность частот колебаний источника и сигнала, отраженного от лодки) равна 250 Гц. Скорость θ ультразвука в морской воде принять равной 1,5 км/с.
6686.
По цилиндрической трубе диаметром d=20 см и длиной l=5 м, заполненной сухим воздухом, распространяется звуковая волна средней за период интенсивностью I=50 мВт/м2. Найти энергию W звукового поля, заключенного в трубе.
6687.
Интенсивность звука I=1 Вт/м2. Определить среднюю объемную плотность <ω> энергии звуковой волны, если звук распространяется в сухом воздухе при нормальных условиях.
6688.
Мощность N изотропного точечного источника звуковых волн равна 10 Вт. Какова средняя объемная плотность <ω> энергии на расстоянии r=10 м от источника волн? Температуру Т воздуха принять равной 250 К.
6689.
Найти мощность N точечного изотропного источника звука, если на расстоянии r=25 м от него интенсивность I звука равна 20 мВт/м2. Какова средняя объемная плотность <ω> энергии на этом расстоянии?
6690.
Определить удельное акустическое сопротивление Zs воздуха при нормальных условиях.
6691.
Определить удельное акустическое сопротивление Zs воды при температуре t=15°C.
6692.
Какова максимальная скорость  колебательного движения частиц кислорода, через который проходят звуковые волны, если амплитуда звукового давления p0=0,2 Па, температура Т кислорода равна 300 К и давление p=100 кПа?
6693.
Определить акустическое сопротивление Za воздуха в трубе диаметром d=20см при температуре T=300 К и давлении p=200 кПа.
6694.
Звук частотой ν=400 Гц распространяется в азоте при температуре T=290 К и давлении p=104 кПа. Амплитуда звукового давления p0=0,5 Па. Определить амплитуду А колебаний частиц азота.
6695.
Определить амплитуду p0 звукового давления, если амплитуда А колебаний частиц воздуха равна 1 мкм. Частота звука ν =600 Гц.
6696.
На расстоянии r=100 м от точечного изотропного источника звука амплитуда звукового давления ρ0=0,2 Па. Определить мощность P источника, если удельное акустическое сопротивление Zs воздуха равно 420 Па•с/м. Поглощение звука в воздухе не учитывать.
6697.
Источник звука небольших линейных размеров имеет мощность Р=1 Вт. Найти амплитуду звукового давления p0 на расстоянии r =100 м от источника звука, считая его изотропным. Затуханием звука пренебречь.
6698.
В сухом воздухе при нормальных условиях интенсивность I звука равна 10пВт/м2. Определить удельное акустическое сопротивление Zs воздуха при данных условиях и амплитуду p0 звукового давления.
6699.
Найти интенсивности I1 и I2 звука, соответствующие амплитудам звукового давления p01=700 мкПа и p02=40 мкПа.
6700.
Определить уровень интенсивности Lр звука, если его интенсивность равна: 1) 100 пВт/м2; 2) 10 мВт/м2.
6701.
На расстоянии r1=24 м от точечного изотропного источника звука уровень его интенсивности Lр=32 дБ. Найти уровень интенсивности Lр звука этого источника на расстоянии r2=16 м.
6702.
Звуковая волна прошла через перегородку, вследствие чего уровень интенсивности Lр звука уменьшился на 30 дБ. Во сколько раз уменьшилась интенсивность I звука?
6703.
Уровень интенсивности Lр шума мотора равен 60 дБ. Каков будет уровень интенсивности, если одновременно будут работать: 1) два таких мотора; 2) десять таких моторов?
6704.
Три тона, частоты которых равны соответственно ν1=50 Гц, ν2=200 Гц и ν3=1кГц, имеют одинаковый уровень интенсивности Lр=40 дБ. Определить уровни громкости LN этих тонов.
6705.
Звук частотой ν=1 кГц имеет уровень интенсивности Lр=50 дБ. Пользуясь графиком на рис. 7.1, найти уровни интенсивности равно громких с ним звуков с частотами: ν1=l кГц, ν2=5 кГц, ν3=2 кГц, ν4,=300 Гц, ν5 =50 Гц.
6706.
Уровень громкости тона частотой ν=30 Гц сначала был LN1 =10 фон, а затем повысился до LN2=80 фон. Во сколько раз увеличилась интенсивность тона?
6707.
Пользуясь графиком уровней на рис. 7.1, найти уровень громкости LN звука, если частота ν звука равна 2 кГц и амплитуда звукового давления ρ0=0,1 Па. Условия, при которых находится воздух, нормальные.
6708.
Для звука частотой ν=2 кГц найти интенсивность I, уровень интенсивности Lр и уровень громкости LN, соответствующие: а) порогу слышимости; б) порогу болевого ощущения. При решении задачи пользоваться графиком на рис. 7.1.
6709.
Мощность Р точечного изотропного источника звука равна 100 мкВт. Найти уровень громкости LN при частоте ν=500 Гц на расстоянии r =10 м от источника звука.
6710.
На расстоянии r =100 м от точечного изотропного источника звука уровень громкости Lр, при частоте ν=500 Гц равен 20 дБ. Определить мощность Р источника звука.
6711.
В цилиндр длиной l=1,6 м, заполненный воздухом при нормальном атмосферном давлении p0, начали медленно вдвигать поршень площадью S=200 см2. Определить силу F, которая будет действовать на поршень, если его остановить на расстоянии l1=10 см от дна цилиндра.
6712.
Колба вместимостью V=300 см2, закрытая пробкой с краном, содержит разреженный воздух. Для измерения давления в колбе горлышко колбы погрузили в воду на незначительную глубину и открыли кран, в результате чего в колбу вошла вода массой m=292 г. Определить первоначальное давление p в колбе, если атмосферное давление p0=100 кПа.
6713.
В U-образный манометр налита ртуть. Открытое колено манометра соединено с окружающим пространством при нормальном атмосферном давлении ρ0, и ртуть в открытом колене стоит выше, чем в закрытом, на Δh=10 см. При этом свободная от ртути часть трубки закрытого колена имеет длину l=20 см. Когда открытое колено присоединили к баллону с воздухом, разность уровней ртути увеличилась и достигла значения Δh1=26 см. Найти давление ρ воздуха в баллоне.
6714.
Манометр в виде стеклянной U-образной трубки с внутренним диаметром d=5 мм (рис. 8.1, а) наполнен ртутью так, что оставшийся в закрытом колене трубки воздух занимает при нормальном атмосферном давлении объем V1=10 мм3. При этом разность уровней Δh1 ртути в обоих коленах трубки равна 10 см. При соединении открытого конца трубки с большим сосудом (рис. 8.1, б) разность Δh2 уровней ртути уменьшилась до 1 см. Определить давление ρ в сосуде.
6715.
В баллоне содержится газ при температуре t1= 100°С. До какой температуры t2 нужно нагреть газ, чтобы его давление увеличилось в два раза?
6716.
При нагревании идеального газа на ΔТ=1 К при постоянном давлении объем его увеличился на 1/350 первоначального объема. Найти начальную температуру T газа.
6717.
Полый шар вместимостью V=10 см3, заполненный воздухом при температуре T1=573 К, соединили трубкой с чашкой, заполненной ртутью. Определить массу m ртути, вошедшей в шар при остывании воздуха в нем до температуры Т2=293 К. Изменением вместимости шара пренебречь.
6718.
Оболочка воздушного шара вместимостью V=800 м3 целиком заполнена водородом при температуре T1=273 К. На сколько изменится подъемная сила шара при повышении температуры до Т2=293 К? Считать вместимость V оболочки неизменной и внешнее давление нормальным. В нижней части оболочки имеется отверстие, через которое водород может выходить в окружающее пространство.
6719.
В оболочке сферического аэростата находится газ объемом V=1500 м3, заполняющий оболочку лишь частично. На сколько изменится подъемная сила аэростата, если газ в аэростате нагреть от Т0 =273 К до T=293 К? Давления газа в оболочке и окружающего воздуха постоянны и равны нормальному атмосферному давлению.
6720.
Газовый термометр состоит из шара с припаянной к нему горизонтальной стеклянной трубкой. Капелька ртути, помещенная в трубку, отделяет объем шара от внешнего пространства (рис. 8.2). Площадь S поперечного сечения трубки равна 0,1 см2. При температуре T1=273 К капелька находилась на расстоянии l1=30 см от поверхности шара, при температуре Т2=278 К — на расстоянии l2=50 см. Найти вместимость V шара.
6721.
В большой сосуд с водой был опрокинут цилиндрический сосуд (рис. 8.3). Уровни воды внутри и вне цилиндрического сосуда находятся на одинаковой высоте. Расстояние l от уровня воды до дна опрокинутого сосуда равно 40 см. На какую высоту Δh поднимется вода в цилиндрическом сосуде при понижении температуры от T1=310К до Т2=273 К? Атмосферное давление нормальное.
6722.
Баллон вместимостью V=12 л содержит углекислый газ. Давление p газа равно 1 МПа, температура Т=300 К. Определить массу m газа в баллоне.
6723.
Какой объем V занимает идеальный газ, содержащий количество вещества ν=l кмоль при давлении p=1 МПа и температуре T=400 К?
6724.
Котел вместимостью V=2 м3 содержит перегретый водяной пар массой m=10кг при температуре T=500 К. Определить давление p пара в котле.
6725.
Баллон вместимостью V=20 л содержит углекислый газ массой m=500 г под давлением p=1,3 МПа. Определить температуру Т газа.
6726.
Газ при температуре Т=309 К и давлении p=0,7 МПа имеет плотность ρ=12 кг/м3. Определить относительную молекулярную массу Mr газа.
6727.
Определить плотность ρ насыщенного водяного пара в воздухе при температуре T=300 К. Давление р насыщенного водяного пара при этой температуре равно 3,55 кПа.
6728.
Оболочка воздушного шара имеет вместимость V=1600 м3. Найти подъемную силу F водорода, наполняющего оболочку, на высоте, где давление p=60 кПа и температура T=280 К. При подъеме шара водород может выходить через отверстие в нижней части шара.
6729.
В баллоне вместимостью V=25 л находится водород при температуре T=290 К. После того как часть водорода израсходовали, давление в баллоне понизилось на Δp=0,4 МПа. Определить массу m израсходованного водорода.
6730.
Оболочка аэростата вместимостью V=1600 м3, находящегося на поверхности Земли, на k=7/8 наполнена водородом при давлении p1=100 кПа и температуре T=290 К. Аэростат подняли на некоторую высоту, где давление p2=80 кПа и температура Т2=280 К. Определить массу Δm водорода, вышедшего из оболочки при его подъеме.
6731.
Какой объем V занимает смесь газов — азота массой m1=1 кг и гелия массой m2=1 кг — при нормальных условиях?
6732.
В баллонах вместимостью V1=20 л и V2=44 л содержится газ. Давление в первом баллоне p1=2,4 МПа, во втором — p2=1,6 МПа. Определить общее давление р и парциальные p'1 и p'2 после соединения баллонов, если температура газа осталась прежней.
6733.
В сосуде вместимостью V=0,01 м3 содержится смесь газов — азота массой m1=7 г и водорода массой m2=1 г — при температуре Т=280 К. Определить давление р смеси газов.
6734.
Найти плотность ρ газовой смеси водорода и кислорода, если их массовые доли ω1 и ω2 равны соответственно 1/9 и 8/9. Давление р смеси равно 100 кПа, температура T=300 К.
6735.
Газовая смесь, состоящая из кислорода и азота, находится в баллоне под давлением p=1 МПа. Определить парциальные давления p1 кислорода и p2 азота, если массовая доля ω1 кислорода в смеси равна 0,2.
6736.
В 1 кг сухого воздуха содержится m1=232 г и m2=768 г азота (массами других газов пренебрегаем). Определить относительную молекулярную массу Мr воздуха.
6737.
Баллон вместимостью V=30 л содержит смесь водорода и гелия при температуре T=300 К и давлении р=828 кПа. Масса m смеси равна 24 г. Определить массу m1 водорода и массу m2 гелия.
6738.
В сосуде вместимостью V=15 л находится смесь азота и водорода при температуре t=23°С и давлении р=200кПа. Определить массы смеси и ее компонентов, если массовая доля ω1 азота в смеси равна 0,7.
6739.
Баллон вместимостью V=5 л содержит смесь гелия и водорода при давлении р=600 кПа. Масса m смеси равна 4 г, массовая доля ω1 гелия равна 0,6. Определить температуру Т смеси.
6740.
Колба вместимостью V=0,5 л содержит газ при нормальных условиях. Определить число N молекул газа, находящихся в колбе.
6741.
Сколько атомов содержится в газах массой 1 г каждый:
1) гелии, 2) углероде, 3) фторе, 4) полонии?
6742.
В сосуде вместимостью V=5л находится однородный газ количеством вещества ν=0,2 моль. Определить, какой это газ, если его плотность ρ=1,12 кг/м3.
6743.
Одна треть молекул азота массой m=10 г распалась на атомы. Определить полное число N частиц, находящихся в газе.
6744.
Рассматривая молекулы жидкости как шарики, соприкасающиеся друг с другом, оценить порядок размера диаметра молекулы сероуглерода CS2. При тех же предположениях оценить порядок размера диаметра атомов ртути. Плотности жидкостей считать известными.
6745.
Определить среднее расстояние <b> между центрами молекул водяных паров при нормальных условиях и сравнить его с диаметром d самих молекул (d=0,311 нм).
6746.
Определить молярную массу М и массу m1 одной молекулы следующих газов: 1) кислорода, 2) азота, 3) окиси азота NO.
6747.
В баллоне вместимостью V=3л находится кислород массой m=4 г. Определить количество вещества ν и число N молекул газа.
6748.
В сосуде вместимостью V = 2,24 л при нормальных условиях находится кислород. Определить количество вещества ν и массу т кислорода, а также концентрацию n его молекул в сосуде.
6749.
В сосуде находится смесь кислорода и водорода. Масса m смеси равна 3,6 г. Массовая доля ω1 кислорода составляет 0,6. Определить количество вещества v смеси, ν1 и ν2 каждого газа в отдельности.
6750.
В баллоне вместимостью V = 1 л находится азот при нормальных условиях. Когда азот нагрели до температуры Т = 1,8 кК, то В баллоне вместимостью V = 1 л находится азот при нормальных условиях. Когда азот нагрели до температуры Т = 1,8 кК, то часть молекул азота оказались диссоциированными на атомы. Степень диссоциации α = 0,3. Определить: 1) количество вещества ν и концентрацию n молекул азота до нагревания; 2) количество вещества νM и концентрацию nм молекул молекулярного азота после нагревания; 3) количество вещества νa и концентрацию na атомов атомарного азота noслe нагревания; 4) полное количество вещества ν и концентрацию nпол частиц в сосуде после нагревания. Диссоциацией молекул при нормальных условиях пренебречь.
6751.
Определить концентрацию n молекул идеального газа при температуре T=300 К и давлении p=1 мПа.
6752.
Определить давление p идеального газа при двух значениях температуры газа: 1) T=3 К; 2) T=1 кК. Принять концентрацию n молекул газа равной ≈1019 см-3.
6753.
Сколько молекул газа содержится в баллоне вместимостью V=30 л при температуре Т=300 К и давлении р=5 МПа?
6754.
Определить количество вещества ν и концентрацию n молекул газа, содержащегося в колбе вместимостью V=240 см3 при температуре T=290 К и давлении р=50 кПа.
6755.
В колбе вместимостью V=100 см3 содержится некоторый газ при температуре T=300 К. На сколько понизится давление р газа в колбе, если вследствие утечки из колбы выйдет N=1020 молекул?
6756.
В колбе вместимостью V =240 см3 находится газ при температуре Т=290 К и давлении р=50 кПа. Определить количество вещества ν газа и число N его молекул.
6757.
Давление р газа равно 1 мПа, концентрация n его молекул равна 1010 см3. Определить: 1) температуру Т газа; 2) среднюю кинетическую энергию <εп> поступательного движения молекул газа.
6758.
Определить среднюю кинетическую энергию <εп> поступательного движения и среднее значение <ε> полной кинетической энергии молекулы водяного пара при температуре Т=600 К. Найти также кинетическую энергию W поступательного движения всех молекул пара, содержащего количество вещества ν=l кмоль.
6759.
Определить среднее значение <ε> полной кинетической энергии одной молекулы гелия, кислорода и водяного пара при температуре T=400 К.
6760.
Определить кинетическую энергию <ε1>, приходящуюся в среднем на одну степень свободы молекулы азота, при температуре Т=1 кК, а также среднюю кинетическую энергию <εп> поступательного движения, <εвр> вращательного движения и среднее значение полной кинетической энергии <ε> молекулы.
6761.
Определить число N молекул ртути, содержащихся в воздухе объемом V=1м3 в помещении, зараженном ртутью, при температуре t=20°C, если давление р насыщенного пара ртути при этой температуре равно 0,13 Па.
6762.
Для получения высокого вакуума в стеклянном сосуде необходимо прогревать его при откачке с целью удалить адсорбированные газы. Определить, на сколько повысится давление в сферическом сосуде радиусом R=10 см, если все адсорбированные молекулы перейдут со стенок в сосуд. Слой молекул на стенках считать мономолекулярным, сечение σ одной молекулы равно 10-15 см2. Температура Т, при которой производится откачка, равна 600 К.
6763.
Определить температуру Т водорода, при которой средняя кинетическая энергия <εп> поступательного движения молекул достаточна для их расщепления на атомы, если молярная энергия диссоциации водорода Wm=419 кДж/моль.
Примечание. Молярной энергией диссоциации называется энергия, затрачиваемая на диссоциацию всех молекул газа количеством вещества ν=1 моль. 6764. Найти среднюю квадратичную <vкв> среднюю арифметическую <v> и наиболее вероятную vв скорости молекул водорода. Вычисления выполнить для трех значений температуры: 1) T=20 К; 2) T=300 К; 3) Т=5 кК. |