Качественная задача

1. В итоге количество газа в первом сосуде увеличилось.

2. В соответствии с законами Дальтона и Бойля—Мариотта (примененными к парциальным давлениям газов во втором и третьем сосудах) суммарное давление этих газов после закрывания второго крана равно $$\frac{p}{2}+\frac{p}{2}=2p.$$

3. Аналогично этому давление в первом и втором сосудах после закрывания первого крана равно $$\frac{p}{2}+\frac{2p}{2}=1{,}5p.$$ Это означает, что согласно уравнению Клапейрона—Менделеева количество газа в первом сосуде в итоге увеличилось.

На участке 1–2 концентрация оставалась постоянной, значит, и объем газа был постоянным  — это изохорный процесс. В изохорном процессе газ работу не совершает. Давление увеличивалось, значит, температура и внутренняя энергия увеличивались. Следовательно, на участке 1–2 газ принимал теплоту.

На участке 2–3 давление оставалось постоянным  — это изобарный процесс. Концентрация увеличивалась, значит, объем и температура уменьшались. Газ сжимали  — над ним совершали работу, при этом внутренняя энергия уменьшалась. Следовательно, на участке 2–3 газ теплоту отдавал.

Ответ: газ на участке 1–2 принимал теплоту, на участке 2–3 отдавал теплоту.

1. Поскольку трение между поршнем и стенками сосуда отсутствует, то он будет перемещаться до тех пор, пока давление аргона не станет равным давлению гелия.

2. Исходя из формулы связи давления от средней кинетической энергии теплового движения молекул идеального газа

$$p=\frac{2}{3}n\overline{E}_{k},$$ зависимость между средней кинетической энергией и концентрацией молекул газа обратнопропорциональна. Учитывая, что концентрация аргона в $2$ раза больше концентрации гелия, делаем вывод, что средняя кинетическая энергия молекул гелия в $2$ раза больше, чем средняя кинетическая энергия молекул аргона.

Ответ: средняя кинетическая энергия молекул гелия в $2$ раза больше, чем средняя кинетическая энергия молекул аргона.

1.  При замыкании цепи катушки начинает изменяться поток вектора магнитной индукции через кольцо. По закону электромагнитной индукции в кольце возникает ЭДС индукции, появляется индукционный ток. В соответствии с правилом Ленца взаимодействие токов в кольце и в катушке приводит к тому, что кольцо отталкивается от катушки.

2.  Затем кольцо возвращается в исходное положение, так как ток в катушке достигает максимального значения, вследствие чего поток вектора магнитной индукции через кольцо становится постоянным. Индукционный ток в отсутствии ЭДС индукции затухает. Кольцо перестает отталкиваться от катушки.

3.  Индукционный ток в неподвижном кольце вблизи катушки с постоянным током равен нулю, магнитные свойства меди выражены слабо, поэтому, вернувшись в исходное положение равновесия, кольцо остается неподвижным.

1.  Для повышения излучения света в видимом диапазоне длин волн рабочую температуру нити накала приходится максимально увеличивать, приближаясь к температуре плавления вольфрама.

2.  При этом вольфрам постепенно испаряется, и его пары конденсируется на холодных внутренних стенках вакуумированной стеклянной колбы лампы, создавая на них черный металлический налет. Нить накала за счет ее испарения постепенно (и неравномерно) истончается и в некоторый момент перегорает.

3.  Сопротивление нити не является величиной постоянной. Оно зависит от температуры. В момент включения, когда лампочка холодная, нить имеет минимально сопротивление, а следовательно, в момент включения возникает большой ток, который и может привести к перегоранию (в тонком месте нить расплавится).

4.  Заполнение колбы тяжелым инертным газом сильно замедляет (по сравнению с вакуумированной колбой) процесс диффузии испарившихся атомов вольфрама и способствует их осаждению обратно на нить накала после выключения напряжения, что замедляет истончение нити и повышает срок службы ламп.