Республиканская олимпиада по физике 2017, 11 класс, теоретический тур

Фазалық тепе-теңдік (10 ұпай)
Ішкі диаметрі $D=24$ см цилиндрге, астында қалыпты жағдайда $t_0=100$ $^{\circ}$С температурадағы су және буы бар, салмақсыз поршень салынған. Алғашқы мезетте су бетінен поршеньнің биіктігі $h_0=20$ см, және су массасы $m_0=8$ г.

Цилиндрдегі температура термостаттың арқасында бірқалыпты және $t_0$-ге тең болып тұр.
1.1 Цилиндр түбіндегі будың алғашқы $p_{i}$ қысымын табыңыз.
Поршеньнің су деңгейінен $h=10$ см биіктікте болатындай, поршеньді цилиндр ішіне итереміз.
1.2 Цилиндр түбіндегі будың соңғы $p_{f}$ қысымын табыңыз.
1.3 Тұрақты көлемде су буының $C_{V}$ молярлық сыйымдылығын табыңыз.
1.4 Поршеньді итеру үшін газға жасалған $A$ жұмысын табыңыз.
1.5 Осы процессте термостатқа берілген $Q$ жылу мөлшерін табыңыз.
1.6 Сыртқы атмосфералық қысым $\Delta p=10$ кПа шамасына артты. Поршень астында су буы бар термостаттың жаңа температурасын табыңыз.
Бөлім 2. Поршень мен цилиндр қабырғаларының материалы жылу өткізбейтіндей, жүйені сыртқы ортадан адиабаталық оқшаулап, алғашқы жағдайға әкеледі. Цилиндр үстіне массасы $m=100$ кг жүк қойылады.

2.1 Цилиндр түбіндегі будың соңғы $p_{f}$ қысымын табыңыз.
2.2 Цилиндр түбіндегі будың соңғы $T_{f}$ температурасын табыңыз.
2.3 Цилиндр түбіндегі судың соңғы $m_{wf}$ массасын табыңыз.
2.4 Поршеньнің су деңгейінен $h$ соңғы биіктігін табыңыз.