Физтех 2024, 10 класс, второй тур, задача 8

Сложная

Источник:

Олимпиада школьников «Физтех» по физике, Отборочный этап, 2024, 10 класс, Второй тур

В экспериментальной камере установлен цилиндр. Под легким поршнем в цилиндре находится водяной пар, параметры состояния пара: давление , температура , объем . Давление воздуха в камере равно давлению пара в цилиндре. Боковые стенки цилиндра и поршень теплоту не проводят. Давление воздуха в экспериментальной камере медленно увеличивают — объем пара изотермически уменьшается в раза, в процессе сжатия от содержимого цилиндра через теплопроводящее дно отводят теплоты. Какую работу совершают силы внешнего давления в процессе сжатия? Ответ приведите в и округлите до целых. Удельная теплота парообразования воды , молярная масса воды , универсальная газовая постоянная . Поршень перемещается в цилиндре без трения. Объем сконденсировавшейся воды в рассматриваемом процессе много меньше объема пара.

Решение.

Масса конденсата

где , , — начальные давление и объем пара, — давление насыщенного пара при .

Работа сил внешнего давления при изотермическом сжатии пара до начала конденсации

где — теплота, отведенная от пара в процессе сжатия.

Работа сил внешнего давления при изобарическом сжатии пара

Суммарная работа сил внешнего давления

Ответ. .

Похожие задачи

Физтех 2023, 11 класс, первый тур, задача 4

Последовательно соединенные катушка с индуктивностью 60,мГн и резистор подсоединены через ключ к источнику с ЭДС 1,5,В. Ключ замыкают. Найти скорость возрастания тока в момент, когда отношение максимального тока после замыкания ключа к току в искомый момент равно 4. Ответ приведите в А/с c точностью

Сложная

Механика

Электричество и магнетизм

Физтех 2024, 11 класс, второй тур, задача 7

Два одинаковых плоских воздушных конденсатора соединены последовательно и подключены к батарее с постоянной ЭДС. В один конденсатор вводят пластину из твердого диэлектрика с диэлектрической проницаемостью ε=2,2. Толщина пластины равна расстоянию между обкладками. Диэлектрик заполняет объем конденсат

Сложная

Механика

Электричество и магнетизм

Физтех 2024, 11 класс, второй тур, задача 2

На гладком горизонтальном столе находятся бруски массами m и 4m (см. рис.). К брускам прикреплена легкая упругая пружина. Брусок массой 4m удерживают, пружина сжата. Удерживаемый брусок отпускают, система приходит в движение. В момент отрыва бруска массой m от упора скорость бруска массой 4m равна 3

Сложная

Механика

Физтех 2024, 11 класс, третий тур, задача 5

Одноатомный идеальный газ в количестве 1,моль расширяется в процессе с постоянной теплоемкостью, при этом число соударений молекул со стенками сосуда в расчете на единицу площади за единицу времени не изменяется. Какое количество Q теплоты подведено к газу, если температура газа увеличилась на 100,K

Сложная

Молекулярная физика и термодинамика