Тема №8215 Ответы к задачам по физике Бабаев (Часть 4)
Поиск задачи:

Рассмотрим тему Ответы к задачам по физике Бабаев (Часть 4) из предмета Физика и все вопросы которые связанны с ней. Из представленного текста вы познакомитесь с Ответы к задачам по физике Бабаев (Часть 4), узнаете ключевые особенности и основные понятия.

Уважаемые посетители сайта, если вы не согласны с той информацией которая представлена на данной странице или считаете ее не правильной, не стоит попросту тратить свое время на написание негативных высказываний, вы можете помочь друг другу, для этого присылайте в комментарии свое "правильное" решение и мы его скорее всего опубликуем.

УровеньА
4.1.1. Тело массой 2 кг взвешивают на пружинных весах. С
какой силой действует тело на пружину весов?
4.1.2. Во сколько раз возрастет величина силы нормальной
реакции опоры, если массу тела увеличить в 1,5 раза?
4.1.3. Вычислить отношение силы давления тела на горизон­
тальную плоскость к силе его давления на наклонную плоскость,
составляющую угол 60° с горизонтом.
Уровень В
4.1.4. Тело неподвижно лежит на наклонной плоскости, масса
тела 1 кг, а величина силы трения покоя равна 5 Н. Какой угол со­
ставляет наклонная плоскость с горизонтом? Ответ дать в градусах.
4.1.5. Тело массой 1 кг неподвижно лежит на наклонной плос­
кости, составляющей угол 30° с горизонтом. Определить вели­
чину силы давления тела на наклонную плоскость.
4.1.6. Груз массой 16 кг, висящий на проволоке, отводится в
новое положение силой 120 Н, действующей в горизонтальном
направлении. Определить силу натяжения проволоки.
4.1.7. Канат, к которому привязан аэростат, под действием
ветра образует с поверхностью земли угол 60°. Определить силу
натяжения каната, если подъемная сила равна 8650 Н.
4.1.8. Тело неподвижно лежит на наклонной плоскости, со­
ставляющей угол 30° с горизонтом. Масса тела 1 кг. Определить
величину силы трения покоя.
4.1.9. Тело неподвижно лежит на наклонной плоскости, со­
ставляющей угол 30° с горизонтом. Величина силы трения цокоя
равна 5 Н. Определить массу тела.
4.1.10. Однородная балка лежит на платформе так, что один
конец ее, длина которого равна четверти длины всей балки, све­
шивается с платформы. Если к краю ее приложить силу 4 кН,
противоположный конец балки начинает приподниматься. Чему
равен вес балки в начальном состоянии?
66 Физика
4.1.11. Груз массой 100 кг поднимают с постоянной скоростью
рычагом, длина короткого плеча которого равна 0,2 м. Найти
длину другого плеча, если на него действуют силой 200 Н, на­
правленной перпендикулярно рычагу.
4.1.12. Велосипедист массой 80 кг всем телом давит на педаль,
вращая ее равномерно. Найти величину момента силы, созда­
ваемого велосипедистом, когда шатун длиной 30 см расположён
горизонтально.
4.1.13. Однородная лестница массой 12 кг приставлена к вер­
тикальной стенке и образует с ней угол 45°. Какой должна быть
сила трения между лестницей и полом? Трением лестницы о
вертикальную стенку пренебречь.
Уровень С
4.1.14. Рычаг имеет массу 500 г, Длина рычага 1 м. Короткое
плечо имеет длину 40 см. Какой минимальный вес нужно подве­
сить к короткому плечу, чтобы рычаг был в равновесии?
4.1.15. Масса цилиндрического катка равна 100 кг, радиус
0,5 м. Какую минимальную силу нужно приложить к оси катка,
чтобы закатить его на тротуар с высотой ступеньки 10 см?
4.2. Давление столба жидкости.
Сила давления
Уровень А
4*2.1. В стакан высотой 10 см до краев налита вода. Опреде­
лить величину давления воды на дно стакана.
4.2.2. Давление воды на дно водоема равно 8000 Па. Опреде­
лить глубину водоема.
4.2.3. Вода налита в узкую мензурку до высоты 12 см. Когда в
мензурку долили воды, ее уровень составил 18 см. На какую ве­
личину увеличилось при этом д авление воды на дно мензурки ?
4.2.4. В мензурку налита вода до уровня 10 см. Во сколько раз
увеличится давление воды на дно мензурки, если в нее долили
еще воды и уровень воды в мензурке поднялся на 5 см?
4.2.5. Определить в килопаскалях давление в водоеме на глу­
бине 10 м. Атмосферное давление 100 кПа.
4.2^6. Брусок массой 1 кг оказывает на горизонтальную под­
ставку давление 200 Па. Найти площадь соприкосновения брус­
ка с подставкой.
Статика 67
4.2.7. В очень узкую мензурку вода налита до уровня 10 см.
Определить, насколько уменьшится давление воды на дно мен­
зурки, если ее отклонили на угол 30° от вертикали.
4.2.8. В очень узкую мензурку вода налита до уровня 10 см.
Когда мензурку отклонили на некоторый угол от вертикали, дав­
ление воды на дно мензурки уменьшилось в 2 раза. Определить
величину угла (в градусах), на который отклонили мензурку от
вертикали.
4.2.9. В высокий цилиндрический сосуд до уровня 10 см налит
та ртуть, сверху налито столько же по объему воды и затем
столько же керосина. Определить давление на дне сосуда. Плот­
ность ртути, воды и керосина соответственно равны 13600 кг/м3,
1000 кг/м3, 800 кг/м3. Ответ дать в килопаскалях.
Уровень В
4.2.10. В цилиндрический сосуд налиты равные массы ртути и
воды. Общая высота двух слоев жидкостей 29,2 см. Определить
давление жидкостей на дно сосуда. Плотность ртути 13,6 г/смэ.
Ответ выразить в килопаскалях.
4.2.11. В цилиндрическое ведро с площадью дна 0,1 м2 налито
15 кг воды. Каково давление воды на боковую стенку ведра в
0,1 мот дна? '*'■
4.2.12. Водолаз опустился в воду на глубину 60 м. С какой си­
лой вода сжимает скафандр водолаза, если площадь его поверх­
ности 2,5 ма? Ответ дать в меганьютонах.
4.2.13. Длина аквариума 40 см, ширина 20 см, высота 30 см. С
какой силой вода давит на дно аквариума, если он наполнен до­
верху водой?
4.2.14. Вычислить в меганьютонах силу гидростатического
давления на дно бассейна, если его площадь 120 м2, а глубина 1 м.
4.2.15. Аквариум наполнен доверху водой. С какой силой да­
вит вода на боковую стенку аквариума длиной 0,5 м и высотой
0,3 м?
4.2.16. В подводной части корабля на глубине 5 м образова­
лось отверстие площадью 10 см2. Какая сила действует на запла­
ту, закрывающую отверстие изнутри?
4.2.17. С какой силой давит пар на предохранительный клапан
диаметром 80 мм, если манометр показывает давление 1 МПа? .
4.2.18. На какой глубине давление в воде больше атмосферно­
го в 7 раз? Атмосферное давление равно 100 кПа.
68 Физика
4.2.19. Аквариум прямоугольной формы с наклонными боко­
выми стенками наполнен доверху водой. С какой силой вода да­
вит на боковую стенку аквариума, составляющую угол 60° с вер­
тикалью, если длина боковой стенки 50 см, а высота уровня воды
30 см?
4.2.20. Лезвие конька толщиной 2 мм имеет длину 200 мм.
Лыжа длиной 2 м имеет ширину 5 см. Во сколько раз уменьшит­
ся величина давления на лед, если спортсмен снимет коньки и
станет на лыжи?
Уровень С
4.2.21. Диаметр иллюминатора космического корабля 20 см, а
давление воздуха в корабле 100 кПа. Найти в килОньютонах силу
давления воздуха на иллюминатор.
4.2.22. На какую высоту поднимется столбик ртути в опыте
Торичелли, если этот опыт произвести на высоте 8000 м над
уровнем моря, где атмосферное давление равно 68 кПа? Плот­
ность ртути 13,6 г/см3.
4.3. Сообщающиеся сосуды.
Гидравлический пресс
УровеньА
4.3.1. Какой столб керосина уравновесит в сообщающихся
сосудах столб ртути высотой 16 см? Плотность ртути 13600 кг/м3,
плотность керосина 800 кг/м3.
4.3.2. Высота столба воды в одном из сообщающихся сосудов
равна 36 см. Найти плотность кислоты, заполняющей другой со­
суд, если высота столба ее равна 30 см.
4.3.3. Найти отношение площади большого поршня гидравличе­
ского пресса к площади малого поршня, если действующая на него
сила в 100 раз меньше силы, действующей на большой поршень.
4.3.4. На поршень в узком канале гидравлического пресса
действует сила 10 Н. Какая сила действует на поршень в широ­
ком канале, если его сечение в 6 раз больше, а поршни находятся
в равновесии?
4.3.5. На малый поршень гидравлического пресса действует
сила 50 Н, и он опускается на 15 см. Большой поршень при этом
поднялся на 3 мм. Определить массу груза, лежащего на боль­
шом поршне.
Статика 69
Уровень В
4.3.6. В два колена изогнутой трубки налиты вода и масло,
разделенные ртутью. Поверхности раздела ртути и жидкостей в
обоих коленах находятся на одной высоте. Определить высоту
столба воды, если высота столба масла 20 см. Плотность масла
0,9 г/см\
4.3.7. В гидравлическом прессе площадь малого поршня
10 с*$2, площадь большого 100 сма. На малый поршень действу­
ет сила 10 Н. Какую силу нужно приложить к большому
поршню, чтобы поршни были в равновесии? Трение не учи­
тывать,
4.3.8. В один из двух сообщающихся сосудов с водой долили
100 г воды. Насколько повысите^ уровень воды в сосудах, если
площадь сечения каждого сосуда равна 10 см2?
4.3.9. На малый поршень гидравлического пресса действует
сила 50 Н. Поршень опустился на 15 см. Большой поршень под­
нялся на 3 мм. Какая сила действует на большой поршень?
4.3.10. При подъеме груза массой 2 т с помощью гидравличе­
ского пресса была выполнена работа 40 Дж. При этом малый
поршень сделал 10 ходов, перемещаясь за 1 ход на 10 см. Во
сколько раз площадь большого поршня больше площади мало­
го?
4.3.11. Какая работа затрачена на подъем груза массой 1 т с
помощью гидравлического пресса, если малый поршень пере­
местился на высоту 50 см, а его площадь в 10 раз меньше площа­
ди большого поршня?
Уровень С
4.3.12. В два одинаковых сообщающихся сосуда, поперечное
сечение которых 10 см2, налита ртуть. Какую массу воды необ­
ходимо долить в один из сосудов, чтобы уровень ртути в /уругом
поднялся на 1 см? Плотность ртути 13,6 г/см3.
4.3.13. В сообщающиеся сосуды одинакового сечения налита
ртуть так, что в одном из колен уровень ее на 39,3 см ниже верх­
ней кромки сосуда. Насколько опустится ртуть по сравнению с
прежним уровнем, если это колено налить доверху водой ?^Ответ
выразить в см. Плотность ртути 13,6 г/см3.
70 Физика
4.4. Сила Архимеда в жидкости и в воздухе.
Условие плавания тел
Уровень А
4.4.1. Тело объемом 0,005 м3 полностью погружено в воду с
плотностью 1000 кг/м3. Определить силу Архимеда, действую­
щую на тело.
4.4.2. Найти массу мяча, свободно плавающего на поверхно­
сти воды, если на него действует сила Архимеда, равная 20 Н.
4.4.3. Льдина плавает в воде. Объем ее подводной части равен
1800 м3. Каков объем надводной части льдины? Плотность льда
900 кг/м3.
4.4.4. Тело плавает в жидкости, погружаясь на 1/5 своего объ­
ема в жидкость. Во сколько раз плотность жидкости больше
плотности тела?
4.4.5. Тело плавает в воде, причем 3/4 объема тела остаются
над поверхностью воды. Определить плотность тела.
4.4.6. Сплошной однородный шар плавает на границе раздела
двух несмешивающихся жидкостей. Плотность верхней жидко­
сти 1000 кг/м3, плотность нижней — в два раза больше. Опреде­
лить плотность материала шара, если в верхней жидкости нахо­
дится 0,25 всего объема шара.
4.4.7. Аэростат объемом 2000 м3 наполнен водородом. Масса
аэростата вместе с газом 1600 кг. Определить подъемную силу аэ­
ростата. Плотность воздуха 1,3 кг/м3 Ответ дать в килоньютонах.
4.4.8. Какой объем должен иметь шар с водородом, чтобы
поднять человека массой 60 кг? Вес оболочки не учитывать.
Плотность водорода 0,09 кг/м3, плотность воздуха 1,29 кг/м3.
Уровень В .
4.4.9. Определить силу Архимеда, действующую на тело объ­
емом 100 см3, полностью погруженное в воду.
4.4.10. Сила Архимеда, действующая на тело, погруженное в
воду на 3/4 объема, равна 1,2 Н. Найти объем тела. Ответ дать
в см3.
4.4.11. Во сколько раз полный объем айсберга больше его под­
водной части, если плотность льда 900 кг/м3, а воды 1000 кг/м3?
Ответ дать с точностью до первого знака после запятой. ,
4.4.12. Тело плотностью, составляющей 0,75 плотности воды,
плавает в воде. Какая часть объема тела находится в воздухе?
Статика 71
4.4.13. Тело, плавающее в воде, на 1/5 часть своего объема по­
гружается в воду. Определить плотность вещества, из которого
изготовлено тело.
4.4.14. Железный брусок плавает в ртути. Какая часть его
объема погружена в ртуть? Плотность ртути 13,6 г/см3. Плот­
ность железа 8,16 г/см3.
4.4.15. Однородное тело плавает на поверхности керосина
так, что объем погруженной части составляет 0,92 всего объема
тела. Определить объем погруженной части при плавании тела
на поверхности воды. Плотность керосина 800 кг/м3. Объем тела
100 см3. Ответ дать в см3.
4.4.16. Бревно объемом 0,2 м3 плавает на поверхности воды.
Какую силу нужно приложить к бревну, чтобы полностью по­
грузить его в воду? Плотность дерева 0,5 г/см3.
4.4.17. Плоская льдина площадью 1 м2 и высотой 40 см плавает
в воде. Насколько погрузится льдина, если на нее положить ка­
мень массой 10 кг? Плотность льда 900 кг/м3.
4.4.18. Тело плотностью 1500 кг/м3 плавает на границе двух
несмешивающихся жидкостей с плотностями 1000 кг/мэ и
3000*кг/м3. Какая часть тела находится в нижней жидкости?
4.4.19. Аэростат массой 500 кг и объемом 400 м3 поднимается
вертикально вверх. Принимая движение его в течение первых
20 с равноускоренным, определить, на какую высоту поднимется
аэростат за это время. Плотность воздуха 1,3 кг/м3.
4.4.20. Надводная часть айсберга имеет объем 500 м3. Опреде­
лить объем айсберга. Плотность льда 930 кг/м3. Плотность мор­
ской воды 1,03 г/см3.
4.4.21. Какой наибольший вес может удержать на поверхно­
сти воды пробковый круг массой 4 кг при погружении в воду?
Плотность воды 1 г/см3, плотность пробки 0,2 г/см3.
4.4.22. Поплавок плавает на поверхности воды так, что полови­
на его объема погружена в воду. Какой по величине минимальной
силой можно утопить поплавок, если масса его равна 0,75 кг?
4.4.23. Полый цинковый шар, наружный объем которого
284 см3, плавает в воде так, что Половина его погружена в воду.
Найти объем полости. Плотность цинка 7, Гг/см3. Ответ дать в см3.
4.4.24. Тело плотностью 900 кг/м3 плавает между двумя не-
смвшивающимися жидкостями: водой и маслом с плотностями
1000 кг/м3 и 600 кг/м3. Какая часть объема тела погружена в во­
ду? Ответ дать в процентах.
72 Физика
Уровень С
4.4.25. Деревянный брус, ребра которого 0,1 мг 0,2 м и 0,25 м,
полностью погружен в воду. Большая грань его является верхней
и находится на расстоянии 0,2 м от уровня воды. Масса бруса
3 кг. Определить величину силы, нужной для удержания бруса в
таком положении.
4.4.26. В стакан до краёв налита вода. Определить массу жид­
кости, которая выльется из стакана, если в него опустить тело
массой 20 г и плотностью 800 кг/м3.
4.4.27. В U-образную трубку сечением 5 см2 налита вода. На
сколько сантиметров поднимется уровень воды в правом колене,
если в левое колено опущено тело массой 40 г, свободно пла­
вающее в воде?
4.4.28. Шар, имеющий внутреннюю полость, плавает в воде,
погрузившись в нее наполовину. Найти, какую часть объема ша­
ра составляет полость, если плотность вещества шара 2 г/смэ.
4.4.29. Тонкий однородный стержень шарнирно укреплен за
верхний конец, а нижним концом погружен в воду. В положении
равновесия стержень расположен наклонно к поверхности воды
и в воде находится половина стержня. Определить плотность
материала стержня.
4.4.30. На какую высоту от поверхности воды поднимается
тело массой 0,2 кг и объемом 1 д, всплывает с большой глубины,
если сила сопротивления воды равна k * V2, Н, где к — 0,05 кг/м,
V — скорость тела? Сопротивление воздуха не учитывать.
4.4.31. Мяч массой 0,1 кг и объемом 1 л, свободно падая с высо­
ты 10 м от уровня воды, достиг максимальной глубины 2 м. Найти
количество механической энергии,' перешедшей при этом в тепло.
4.4.32. Поднимаясь с глубины 1 м из состояния покоя, не­
большой пробковый шарик вынырнул из воды и поднялся на вы­
соту 50 см над поверхностью. Определить величину средней си­
лы сопротивления воды. Сопротивление воздуха не учитывать.
Масса шарика 100 г, плотность пробки 0,2 г/см3.
4.5. Вес тел в жидкости
УровеньА
4.5.1. Кусок металла массой 0,8 кг, погруженный в бензин, ве­
сит 7,2 Н. Определить плотность металла, если плотность бензи­
на 700 кг/м3.
Статика 73
Уровень В
4.5.2. Тело объемом 4 л и плотностью 5 г/см3 полностью по­
гружено в воду. Определить силу, с которой тело давит на дно
сосуда.
4.5.3. Чему равен вес тела в жидкости, если в воздухе тело весит
20 Н? Плотность жидкости 800 кг/мэ, а плотность тела 4000 кг/м3.
4.5.4. Тело объемом 0,25 м3 весит в воде в два раза меньше, чем
В воздухе. Определить массу тела.
4.5.5. Тело, помещенное в воду, теряет в весе 0,8 Н. Насколько
уменьшится его вес, если тело поместить в керосин? Плотность
керосина 800 кг/м3.
4.5.6. Кусок металла массой 0,8 кг, будучи погруженным в
бензин, весит 7,3 Н. В некотором растворе он весит 7,5 Н.
Определить плотность раствора, если плотность бензина 70Q
кг/м3 и плотность металла больше плотности бензина и раствора.
4.5.7. Какую силу надо приложить, чтобы удержать в воде те­
ло массой 20 кг и плотностью 2,5 • 103 кг/м3?
4.5.8. Сила натяжения нити, удерживающей в равновесии
тонущий в воде шар, равна 0,75 Н. Определить массу шара, если
плотность шара 2000 кг/м3.
4.5.9. Шарик массой 60 г лежит на дне пустого стакана, В ста­
кан наливают жидкость так, что объем погруженной в жидкость
части шарика в 6 раз меньше его объема. Плотность жидкости в
3 раза больше плотности шарика. С какой силой шарик давит на
дно стакана?
4.5.10. Кусок железа в воде весит 13,6 Н. Определите его объ­
ем. Плотность железа 7800 кг/м3. Ответ дать в см3.
4.5.11. Определить в см3 объем вакуумной полости в куске
железа массой 7,8 кг и плотностью 7800 кг/м3, если его вес в воде
равен 66 Н.
4.5.12. Определить плотность однородного тела, вес которого
в воздухе 2,8 Н, а в воде 1,68 Н. Выталкивающей силой воздуха
пренебречь.
4.5.13. Вес тела в воде в 5 раз меньше, чем в вакууме. Какова
плотность тела?
Уровень С
4.5.14. Определить силу, с которой тело массой 20 г и плотно­
стью 5000 кг/м3, полностью погруженное в воду, давит на дно
сосуда.
74 Физика
4.5.15. Кусок воска массой 2,88 г привязан к куску меди
(плотность 8,9 г/см3), масса которого 8,9 г. При погружении в во­
ду вес этих связанных тел равен 0,0778 Н, Определить плотность
воска (в г/см3).
4.5.16. Шар, наполовину погруженный в воду, давит на дно
сосуда с силой, равной трети его силы тяжести. Найти плотность
шара.
УровеньА
5.1.1. Ч ем у р авн о дав л ен и е д в ух моль газа в о б ъ е м е 8 ,3 м 3 при
т ем п ер а т у р е 250 К?
5.1.2. К ак ое дав л ен и е с о з д а е т в о зд у х м а ссо й 0,01 кг п ри 290 К,
зан и м аю щ и й о б ъ е м 5 м 3? М ол ярная м асса в о зд у х а 0 ,029 к г/м ол ь.
5.1.3. О п р едел и ть о б ъ е м о д н о го моль газа при дав л ен и и
1200 П а и т ем п ер а т у р е 300 К.
5.1.4. П р и какой т ем п ер а т у р е 2 моль газа со зд а д у т дав л ен и е
50 0 П а в о б ъ е м е 8,3 м3?
5.1.5. О пределить, п р и какой т ем п ер а ту р е 0,002 кг газа с м о­
л яр н ой м ассой 0,004 к г/м ол ь п ри дав л ен и и 2000 П а зан и м ает
о б ъ е м 0,083 м 3.
78 Физика
5.1.6. С колько моль газа со д е р ж и т с я в о б ъ е м е 8,3 м 3 п ри д а в ­
л ен и и 500 П а и т ем п ер а ту р е 250 К?
5.1.7. П р и какой т ем п ер а т у р е а зо т , м а сса к о т о р о го 1 г и о б ъ ­
ем 83 л, б у д е т им еть д а в л е н и е 1 кП а? М ол ярная м а сса а зо т а
0 ,028 к г/м о л ь .
5.1.8. О п р едел и ть м оляр н ую м а ссу газа, если 0,005 кг этого га­
за п ри дав л ен и и 5000 П а и т ем п ер а т у р е 320 К зан и м аю т о б ъ ем
0,083 м 3.
5.1.9. Вы числить у н и в ер са л ь н у ю газов ую п о ст о я н н у ю п о р е ­
зультатам опыта: 1 кг в о д о р о д а в о б ъ е м е 12 м3 и м ел дав л ен и е
100 кП а п р и 300 К.
5.1.10. Д в а баллона со е д и н ен ы т р убк ой с краном . В балл он е
ем к ость ю 5 л н аходи тся в о зд у х п о д дав л ен и ем 3 атм, д р угой бал­
лон ем к остью 1 л пустой. К ак ое дав л ен и е устан ов и тся в балло­
н ах, есл и откры ть кран? Т ем п ер атур а п остоян н а. О тв ет дать в
а т м осф ер ах.
Уровень В
5.1.11. В бал л он е ем к остью 100 л н аходи тся 2 г сж атого к и сл о­
р ода при т ем п ер а т у р е 47 °С. Н ай ти дав л ен и е ки сл орода. М ол яр ­
ная м асса к и сл ор ода 0,032 к г/м ол ь,
5.1.12. П ол уч ен о 240 г в од ор од а п ри 27 °С и дав л ен и и 100 кПа.
Н айти е г о о б ъ е м . М олярная м асса в од ор од а 2 г/м ол ь.
5.1.13. Баллон ем к остью 12 л н ап ол н ен азот ом при дав л ен и и
8,3 М П а и т ем п ер а т у р е 27 °С. К акая м асса а зо т а н аходи тся в бал ­
лон е? М олярная м асса а зо т а 0,028 к г/м ол ь.
5.1.14. К акова м асса в одор ода, н ап ол н яю щ его в оздуш н ы й
ш ар, есл и о б ъ е м ш ара 1400 м3, а дав л ен и е 720 мм р тутн ого стол ба
и тем п ер атур а 7 °С? М олярная м ассй в од о р о д а 2 г/м ол ь. О твет
округлить д о ц ел ого числа.
5.1.15. 2 моль гелия и 3 моль в од ор од а закачаны в балл он е м ­
к остью 3 л п р и тем п ер атур е 30 0 К. Вы числить дав л ен и е см е си
газов в килопаскалях.
5.1.16. Буты лка ем к остью 0,5 л в ы дер ж и в ает дав л ен и е
730 кПа. К ак ое м аксим альное к ол и ч ество грам м ов т в ер дого уг­
лек и сл ого газа {молярная м асса 0 ,0 4 4 кг/м оль) м о ж н о запечатать
в буты лке, чтобы он а н е в зор вал ась п р и 400 К? А т м о с ф е р н о е
дав л ен и е 100 кПа.
5.1.17. Н а сколько часов го р ен и я в о д о р о д н о й гор ел ки хватит
баллона ем к ость ю 10 'л, н ак ач ан н ого в од ор од ом д о 20 0 атм при
Молекулярная физика 79
27 °С, если горелка потребляет 10 г в час? Молярная масса водо­
рода 2 r/моль. Ответ округлить до целых.
5.1.18. Определить коэффициент линейной зависимости дав­
ления водорода как функции массы при постоянном объеме
3000 м3 и температуре 300 К.
5.1.19. Определить коэффициент линейной зависимости дав­
ления от температуры при изохорном нагревании 1 г водорода в
объеме 2 м3.
5.1.20. Определить коэффициент линейной зависимости объ­
ема от температуры при изобарном нагревании 2 г водорода при
давлении 100 Па.
5.1.21. Сосуд объемом 0,1 м3 содержит 2 моль газа. Сосуд не­
известного объема содержит 6 моль газа при той же температу­
ре. Вычислить этот объем, если при соединении сосудов давле­
ние оказалось 33,2 кПа при 300 К.
5.1.22. Два трехлитровые баллона соединили между собой.
Вычислить установившееся давление, если один баллон содер­
жал 0,002 моль гелия, а другой 0,003 моль водорода при одинако­
вой температуре 300 К.
5.1.23. Баллон емкостью 12 л накачивается насосом, всасы­
вающим за одно качание 300 см3 воздуха. Баллон накачивается
до давления в 2 атм. Определить число качаний насоса, если на­
чальное давление в баллоне равно 1 атм.
Уровень С
5.1.24. Сосуд, содержащий газ под давлением 0,14 МПа, со­
единили с пустым сосудом объемом 600 м3. После этого в обоих
сосудах установилось давление 100 кПа. Найти объем первого
сосуда, считая процесс изотермическим.
5.1.25. Сколько баллонов газа объемом 5 л, давлением
500 кПа необходимо подсоединить к оболочке аэрозонда объе­
мом 0,5 м3, чтобы наполнить ее до давления 100 кПа, равного
атмосферному? Считать, что баллоны подсоединяются одно­
временно.
5.1.26. Футбольный мяч емкостью 2,8 л накачивается порш­
невым насосом до давления 1,8 атм. Сколько полных качаний
следует сделать насосом, если при каждом качании он всасы­
вает 200 см3 воздуха? Мяч до накачивания воздуха не содер­
жал.
80 Физика
5.2. Газовые законы
УровеньА
5.2.1. Баллон, содержащий газ при температуре 260 К и давле­
нии 1,5 МПа, внесли в помещение, где температура 312 К. Какое
давление газа установится в баллоне? Ответ дать в кПа.
5.2.2. При температуре 27 °С давление газа в закрытом сосуде
было 75 кПа. Каким будет давление при температуре —13 °С?
Ответ дать в кПа.
5.2.3. Газ при температуре 300 К занимает объем 250 см3. Ка­
кой объем займет та же масса газа, если температура повысится
до 324 К? Давление считать постоянным. Ответ дать в см3.
5.2.4. Объем воздуха при температуре 0 °С равен 100 л. Каков
будет его объем при температуре 273 °С. Давление постоянно.
5.2.5. При нормальном атмосферном давлении (760 мм рт. ст.)
воздух занимает объем 1 л. Каков будет его объем при давлении
380 мм рт. ст. и той же температуре? Ответ дать в литрах.
5.2.6. При нормальных условиях некоторая масса газа зани­
мает объем 6 м3. Какой объем займет этот газ при изотермиче­
ском сжатии до давления, в 30 раз превышающего нормальное?
5.2.7. При изотермическом расширении газа его объем уве­
личился в 7 раз. Чему равно начальное давление, если после
расширения оно стало 210 Па?
5.2.8. При изотермическом сжатии давление газа возросло в
8 раз. Чему равен начальный объем газа, если в конце процесса
газ занимал 0,24 м3?
5.2.9. Давление идеального газа уменьшилось с 800 кПа до
160 кПа при постоянной температуре. Во сколько раз увеличил­
ся объем газа?
5.2.10. Во сколько раз увеличится давление газа в электриче­
ской лампочке, если после ее включения температура газа повы­
силась от 288 К до 576 К?
5.2.11. Во сколько раз увеличилась температура газа, если его дав­
ление возросло с 500 Па до 800 Па? Объем и масса газа постоянны.
5.2.12. В баллоне содержится газ при температуре 100 °С. До
какой температуры нужно нагреть газ, чтобы его давление уве­
личилось в два раза?
5.2.13. В топку котла поступает воздух при температуре 27 °С
и нагревается в ней до 1227 °С. Во сколько раз увеличивается
объем воздуха в топке, если изменением давления пренебречь?
Молекулярная физиха 81
5.2.14. Дымовые газы, образовавшиеся в топке парового котла,
охлаждаются от 1227 до 227 °С. Во сколько раз уменьшится их объ­
ем, если давление газов в начале и в конце дымохода од инаково?
5.2.15. Во сколько раз увеличилась температура газа, если его
объем изменился от 0,3 м3 до 2,1 м3? Давление и масса газа по­
стоянны.
5.2.16. При давлении 200 кПа и температуре 27 °С воздух име­
ет объем 2 л. При каком давлении воздух займет объем 4 л, если
температура станет равной 30 °С ? Ответ дать в килопаскалях.
5.2.17. Во сколько раз увеличился объем газа, если его темпе­
ратура возросла в 3 раза, а давление увеличилось в 2 раза? Масса
газа постоянна,
5.2.18. Во сколько раз увеличится объем газа, если его темпе­
ратура возрастет в 3 раза, а давление уменьшится в 2 раза? Мас­
са газа постоянна.
5.2.19. В цилиндре дизеля в начале такта сжатия температура
воздуха была 310 К. Найти температуру воздуха в конце сжатия,
если его объем уменьшился в 12 раз, а давление возросло в
36 раз.
5.2.20. При какой температуре находился газ в сосуде, если при
нагревании его на 140 аС давление возросло в 1,5 раза?
5.2.21. В процессе изобарического охлаждения идеального га­
за его объем уменьшился в 2 раза. Найти конечную абсолютную
температуру газа, если его начальная температура равна 819 °С.
Масса газа постоянна.
5.2.22. Газ при температуре 300 К занимает некоторый объем.
На сколько градусов его следует изобарически нагреть, чтобы
объем увеличился в 1,8 раз?
5.2.23. Газ нагрет от 300 К до 750 К при постоянном давлении,
в результате чего его объем увеличился на 6 л. Определить пер­
воначальный объем газа,
5.2.24. Газ сжат изотермически от объема 8,5 л до 6,5 л. Давле­
ние газа при этом увеличилось на 1,2 атм. Каково было первона­
чальное давление в атмосферах?
5.2.25. На сколько процентов следует увеличить температуру
газа в закрытом сосуде постоянного объема, чтобы давление
возросло в 1,25 раза?
5.2.26. Газ при 300 К занимает некоторый объем. До какой
температуры его следует охладить изобарически, чтобы объем
уменьшился на 25 %?
82 Физика
5.2.27. Во сколько раз возросло давление газа, если его объем
увеличился на 25 % в изотермическом процессе? Масса газа по­
стоянна.
5.2.28. На сколько процентов следует увеличить объем газа в
изотермическом процессе, чтобы его давление уменьшилось в
1,5 раза? Масса газа постоянна.
Уровень В
5.2.29* Во сколько раз давление газа в объеме 3 м3 будет мень­
ше, чем в объеме 0,5 м3 при прочих равных условиях?.
5.2.30. Газ при 30 °С занимает некоторый объем. До какой
температуры (в Кельвинах) его следует изобарически охладить,
чтобы объем сделался равным 0,75 от первоначального?
5.2.31. На сколько градусов надо изобарически нагреть газ,
чтобы его объем увеличился вдвое по сравнению с объемом при
273 К?
5.2.32. Какова была начальная температура воздуха, если при на-
ревании его на 3 °С объем увеличился на 1 % от первоначального?
5.2.33. На сколько процентов следует уменьшить объем газа в
13отермическом процессе, чтобы его давление возросло в 1,6
юза? Масса газа постоянна.
5.2.34. Во сколько раз уменьшится температура идеального
аза при уменьшении его давления в 4,5 раза и увеличении объ-
ма в 3 раза?
5.2.35. Сосуд содержит смесь аргона и азота при давлении
О кПа. После добавления в сосуд кислорода давление увеличи-
ось до 100 кПа. Определить в килопаскалях парциальное давле-
ие кислорода.
5.2.36* В равных объемах при одинаковой температуре давле-
ие гелия 5 Па и кислорода 13 Па. Какое получится давление,
зли гелий перекачать в объем, занимаемый кислородом?
5.2.37. На сколько градусов надо нагреть газ при постоянном
шлении, чтобы объем увеличился вдвое По сравнению с объе-
омпри0°С?
5.2.38. На сколько градусов можно нагреть баллон, рассчи-
1Нный на 150 атм, если при 300 К давление в баллоне 125 атм?
5.2.39. В первом сосуде находится гелий при давлении 15 Па.
> втором сосуде — кислород при давлении 13 Па. Температура
зов одинакова. Гелий перекачали во второй сосуд. Найти дав­
ние смеси, если объем первого сосуда в 3 раза больше второго.
Молекулярная физика 83
5.3. Плотность газа
Уровень А
5.3.1. Определить плотность воздуха при температуре 290 К и
давлении 1,66 МПа. Молярная масса воздуха 0,029 кг/моль.
5.3.2. В процессе изотермического сжатия давление газа воз­
растает в 2,5 раза. Найти отношение конечной плотности газа к
начальной.
5.3.3. Плотность газа, состоящего из смеси гелия и водорода
(молярные массы 0,004 и 0,002 кг/моль), равна 3 кг/м3, а его мо­
лярная масса 0,003 кг/моль. Сколько киломоль водорода содер­
жится в 2 мэ, если масса гелия в этом объеме равна 4 кг?
Уровень В
5.3.4. Определить плотность кислорода при давлении 166 кПа
и температуре 320 К. Молярная масса кислорода 0,032 кг/моль.
5.3.5. Определить абсолютную влажность воздуха, если пар­
циальное давление водяного пара в нем 16,6 кПа при температу­
ре 360 К. Молярная масса воды 0,018 кг/моль,
5.3.6. Газ массой 0,012 кг занимает объем 4 л при температуре
280 К. До какой температуры нагрели газ при постоянном давле­
нии, если плотность газа стала 0,6 кг/м3?
5.3.7. Во сколько раз уменьшилась плотность газа, если давле­
ние газа в изотермическом процессе уменьшилось на 20 %?
Масса газа постоянна.
5.3.8. Найти отношение плотности воздуха зимой при темпе­
ратуре —23 °С к плотности воздуха летом при температуре
27 °С. Давление постоянно.
5.3.9. Сколько киломоль водорода содержится в 2 м3, если
плотность водорода равна 1 кг/мэ?
5.4. Изменение массы газа
УровеньА
5.4.1. При постоянных температуре и объеме массу газа уве­
личили с 0,7 кг до 5,6 кг. Во сколько раз возросло давление?
5.4.2. При постоянных температуре и давлении массу газа
увеличили с 0,15 кг до 0,75 кг. ,Во сколько раз увеличился объем
газа? Молярная масса газа не меняется.
5.4.3. 5 кг водорода в замкнутом объеме заменили на 2 кг ге­
лия. Найти отношение давления водорода к давлению гелия.
84 Физика
Температура постоянна. Молярные массы водорода и гелия рав­
ны 2 и 4 г/моль.
5.4.4. Баллон содержит 2 кг кислорода при некотором давле­
нии. Какую массу водорода можно хранить в баллоне при .этом
давлении? Молекулярные массы кислорода и водорода 32 и 2
соответственно.
5.4.5. В закрытом сосуде находится азот под давлением
100 кПа. Каким станет давление газа в килопаскалях, если азот
заменить той же массой кислорода? Молярные массы азота и
кислорода 28 и 32 г/моль.
5.4.6. Какая масса воздуха выйдет из комнаты объемом 60 м3
при повышении температуры от 280 К до 300 К при давлении
100 кПа? Молярная масса воздуха 0,029 кг/моль. Ответ округ­
лить до целого числа.
5.4.7. В открытом сосуде объемом 0,45 м3 под давлением
166 кПа находится 120 г газа. Температуру газа увеличивают от
300 до 450 К. Сколько моль газа выйдет из сосуда?
Уровень В
5.4.8. Сколько моль газа следует добавить к 1 моль данного га­
за, чтобы его давление увеличилось в 9,1 раза при постоянном
объеме и постоянной температуре?
5.4.9. Воздух в сосуде объемом 5 л находится при температуре
300 К под давлением 2 МПа. Какую массу воздуха надо выпус­
тить из сосуда, чтобы давление в нем упало до 1 МПа? Молярная
масса воздуха 0,029 кг/моль. Ответ округлить до первой знача­
щей цифры.
5.4.10. На сколько ньютонов уменьшится вес акваланга с бал­
лонами объемом 16,6 л, если давление воздуха в баллонах упадет
со 150 до 60 атм? Молярная масса воздуха 0,029 кг/моль, темпе­
ратура 300 К.
5.4.11. В открытом цилиндре 90 г газа. Температуру газа уве­
личивают в 3 раза. Сколько газа останется в цилиндре? Ответ
выразить в граммах. Давление газа считать постоянным.
5.4.12. Сколько моль газа вышло из баллона объемом 8,3 л, ес­
ли давление упало с 1500 кПа до 1000 кПа, а температура оста­
лась равна 250 К?
5.4.13. Найти отношение конечного объема газа к начально­
му, если в изотермическом процессе давление газа возросло в 5
раз, а масса уменьшилась в 2 раза.
Молекулярная физика 85
5.4.14. В открытом сосуде газ нагрели так, что его температура
увеличилась в 3 раза. Сколько газа было в сосуде, если в конце
нагревания в сосуде осталось 0,24 кг газа?
5.4.15. В открытом цилиндре находится 90 г газа. Его темпера­
туру увеличили от 300 до 450 К при постоянном давлении
166 кПа. Сколько моль газа выйдет из цилиндра, если его плот­
ность в начале процесса равна 1 кг/м3?
5.4.16. Баллон содержит сжатый газ при 27 °С и давлении
4 МПа. Каково будет давление, когда из баллона выпустят поло­
вину массы газа, а температуру понизят до 12 °С? Ответ выра­
зить в мегапаскалях.
5.4.17. В баллоне содержится 2 кг газа при 270 К. Какое коли­
чество газа (по массе) нужно удалить из баллона, чтобы при на­
гревании до 300 К давление осталось прежним?
5.4.18. В открытом цилиндре находится 90 г газа. Температуру
газа увеличивают в 1,5 раза при постоянном давлении. Какова
масса газа, вышедшего из цилиндра?
Уровень С
5.4.19. В сосуде находится газ под давлением 6 атм. Какое ус­
тановится давление, если из сосуда выпустить две трети содер­
жащегося там газа? Температура постоянна. Ответ дать в атмо­
сферах.
5.4.20. Газ находится в сосуде при давлении 200 кПа и темпе­
ратуре 27 °С, После нагревания его на 150 °С в сосуде осталась
только половина газа. Найти в килопаскалях конечное давление
газа.
5.5. Молекулярная физика и механика
Уровень В
5.5.1. Во сколько раз увеличится объем пузырька воздуха,
поднявшегося при постоянной температуре с глубины 8000 м?
5.5.2. Сколько миллиграммов воздуха содержится в пузырьке
объемом 8,3 см3 на глубине 80 м? Температура 290 К, атмосфер­
ное давление 100 кПа. Молярная масса воздуха 29 г/моль.
5.5.3. Во сколько раз возрастет подъемная сила аэростата, ес­
ли гелий в оболочке заменить на водород? Массой гондолы и
оболочки пренебречь. Молярная масса гелия и воздуха
0,004 кг/моль и 0,029 кг/моль соответственно.
;б Физика
5.5.4. П о с р е д и н е цилиндра, закры того с о б о и х концов, н а х о ­
дится порш ень. Д ав л ен и е газа в о б е и х п ол ов и н ах цилиндра
50 кПа. П ор ш ен ь п ер ем ест и л и так, что о б ъ е м о д н о й части
м ен ы п и л ся вдвое. К акова р а зн о ст ь дав л ен и й п о о б е стор он ы
горшня? П р о ц ес с и зот ер м и ч еск и й . О твет дать в кП а.
5.5.5. Баллон со д е р ж и т 40 л сж а т о го в о зд у х а п од дав л ен и ем
5 М П а. К акой о б ъ е м воды м о ж н о вы теснить и з ц и стер н ы п од-
ю дной лодки в о зд у х о м и з этого баллона, есл и лодка н аходи тся
га гл уби н е 20 м?
5.5.6. Р ези н ов ы й баллон с о д е р ж и т 2 м 3 в оздуха, н аходя щ егося
[ри 27 °С и а т м о сф ер н о м дав л ен и и 100 кП а. К акой о б ъ ем за й м ет
ю здух, есл и баллон оп усти ть п од в о д у на гл уби ну 10 м? Т ем п е­
ратура воды 6 °С.
5.5.7. К огда п у зы р ек в о зд у х а всплы вает с о дн а п руда на по-
1ер хн ость, его об ъ ем ув ел и чи в ается в 1,5 р аза. Вы числить глуби-
су пруда, считая т ем п ер а ту р у п остоя н н ой , а а т м о с ф е р н о е давле-
гйе равны м 100 кПа.
5.5.8. К акую м а сс у п од н и м ет аэр ост ат о б ъ ем о м 166 м3, напол-
сенный водор одом , есл и обол оч к а и гондола весят 910 Н? А тм о-
ф е р н о е дав л ен и е 100 кПа, т ем п ер атур а 300 К, м олярная м асса
о з д у х а 0 ,029 к г/м ол ь.
5.5.9. П о д д ей ств и ем какой силы газ, н аходящ и й ся в ц и л и н д­
рическом с о с у д е п од н ев есом ы м п ор ш н ем площ адью 0,1 см 2,
м ен ь ш и т св ой о б ъ е м в 2 р аза? А т м о с ф е р н о е дав л ен и е 100 кПа.
5.5.10. П ор ш ен ь м а ссо й 4 кг и площ адью 1 см 2 м о ж е т сколь-
ить б е з т р ен и я в вертикальном ц илиндре, закры вая 5 моль и де-
льн ого газа. Н айти и зм е н е н и е о б ъ е м а газа п р и его н агр ев ан и и
са 160 К. А т м о с ф е р н о е дав л ен и е н е учиты вать.
' 5 .5 .И . Н а р асст оя н и и 1 м о т зат в ор а сн ар я д м а сс о й 10 кг дв и ­
жется с у ск о р ен и е м 83000 м /с 2. О п р едел и ть м а сс у пороха, оч н ­
ая, что он превратился в идеальны й газ при т ем п ер а ту р е 2000 К
м олярной м ассой 0,04 к г/м ол ь. Т р ен и ем й дав л ен и ем а т м о сф е-
>ы п р ен еб р еч ь .
5.5.12. П ор ш ен ь м ассой 100 кг, площ адью 100 см 2 дв и ж ет ся
в ер х в вертикальном ц и л и н др е. С ила тр ен и я о стен к и цилиндра
000 Н, дав л ен и е газа п о д п ор ш н ем 600 кП а, а т м о с ф е р н о е давле-
:ие 100 кП а, О п р едел и ть ск ор ость порш ня н а в ы соте 1,8 м.
5.5.13. В ц и л и н др и ч еск ом с о с у д е при н агр ев ан и и газа начина-
т подним аться вв ер х п ор ш ен ь м а сс о й 100 кг и площ адью 0,01 м 2.
давление газа в ц и ли н др е ост ает ся п остоян н ы м и равны м
Молекулярная физика 87
600 кПа. Давление атмосферы 100 кПа. Определить скорость
поршня в момент, когда он пройдет 1,8 м.
Уровень С
5.5.14. Вычислить ускорение аэростата объемом 300 м3, на­
полненного водородом, масса оболочки и гондолы 180 кг, атмо­
сферное давление 83 кПа, температура 300 К, молярная масса
воздуха 0,029 кг/моль.
5.5.1 5. Чему равна площадь невесомого поршня в цилиндри­
ческом сосуде, если под действием силы в 2 Н газ под поршнем
сжимается в 3 раза? Атмосферное давление 100 кПа. Ответ дать
в см2.
5.5.16. В цилиндр длиной 20 м, заполненный воздухом при ат­
мосферном давлении 100 кПа, начали вдвигать поршень площа­
дью 0,005 м2. Какая сила должна быть приложена к поршню, что­
бы удержать его на расстоянии 10 м от дна цилиндра?
5.5.17. Поршень массой 3 кг и площадью 0,1 см2 давит на газ в
вертикальном цилиндре. Найти величину силы, с которой надо
подействовать на поршень, чтобы объем газа уменьшился вдвое.
Атмосферное давление 100 кПа.
5.5.18. Вертикально расположенный цилиндрический сосуд,
закрытый подвижным поршнем массой 2 кг, содержит идеаль­
ный газ при температуре 27 °С. На поршень помещают тело мас­
сой 100 г и нагревают газ так, чтобы поршень занял начальное
положение. Найти температуру нагретого газа. Атмосферное
давление не учитывать.

 

 

 

Ответы к задачам по физике Бабаев from zoner

Категория: Физика | Добавил: Админ (11.09.2016)
Просмотров: | Теги: Бабаев | Рейтинг: 0.0/0


Другие задачи:
Всего комментариев: 0
avatar