Тема №5826 Ответы к задачам по физике Диденко (Часть 2)
Поиск задачи:

Рассмотрим тему Ответы к задачам по физике Диденко (Часть 2) из предмета Физика и все вопросы которые связанны с ней. Из представленного текста вы познакомитесь с Ответы к задачам по физике Диденко (Часть 2), 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.

Ответы в самом низу встроенного документа

225. На коромысле равноплечных весов, расположенных в
атмосферном воздухе, уравновешены латунный и железный
шары. Нарушится ли равновесие, если прибор поместить в
безвоздушное пространство, углекислый газ, воду?
226. На весах уравновешен сосуд с водой. Нарушится ли
равновесие весов, если в воду опустить палец так, чтобы он не
касался дна и стенок сосуда?
227. Кювета с водой установлена
на цилиндрической опоре (рис. 35).
На поверхности воды в коробе плава­
ет гиря. Независимо от положения
коробки с гирей кювета устойчива,
даже если надавить на коробку. Если
гирю, вынув из коробки, опустить на
дно, кювета опрокидывается. Почему?
228. На чашках равноплечных
весов находятся два одинаковых ста­
кана, до краев наполненных водой. В один стакан опустили
деревянный брусок. Изменится ли равновесие? (Вода стекает на
пол.)
229. В сосуде с водой плавает кусок льда, а) Что будет с
уровнем воды в сосуде после того, как лед растает? б) Как
изменится уровень воды, если внутри куска льда будет находить­
ся кусок свинца объемом V и плотностью р ? Площадь
Рис. 35
основания цилиндрического сосуда S.
230. На рычажных весах уравнове­
шены сосуд с водой и штатив с мед­
ной гирей массой т = 100 г (рис. 36),
подвешенной на нити. Гиря опускается
в воду. Как изменится равновесие? Как
восстановить равновесие? Плотность
меди р = 8,9 г/см3.
231. Деревянный брусок массой
М = 1,5кг плавает на поверхности
воды. Какой массы т груз можно
положить на брусок, чтобы он цели­
ком погрузился в воду, а груз еще
был над водой? Плотность дерева р = 0,7 г/см3, плотность воды
рЕ= 1 г/см3.
36
232. В сосуде, в котором налита вода и поверх нее слой
масла высотой ht = 1 см, плавает небольшой брусок. Определите
высоту Н бруска, если он выступает над поверхностью жидкости
на Aj = 2 cm. Плотность дерева р = 0,7 г/см3, плотность масла
рм = 0,8 г/см3, плотность воды рж= 1 г/см3.
233. В цилиндрический сосуд с водой опускают деревянный
шар, после чего уровень воды в сосуде устанавливается на '
Н = 0,5 см выше начального. Определите радиус шара R.
Площадь дна сосуда S = 100 см2, плотность воды рж=1г/см3,
плотность дерева р = 0,8 г/см3.
234. Сосуд с водой движется вертикально с ускорением
а = 3 м/с2, направленным вниз. На какую величину Ар давление
в жидкости на глубине Н = 10 см превышает атмосферное
давление?
235. На дне водоема установлена _ _ _
бетонная конструкция грибовидной
формы, размеры которой указаны на ;
рис. 37. Глубина реки Н. Плотность
бетона — р, воды — р0. С какой си- hl
лой F конструкция давит на дно реки?
236. Небольшое тело обтекаемой
формы с плотностью Pj падает в возду­
хе с высоты А на поверхность жидкос­
ти с плотностью р2 (р^Рг)- Определите
глубину Aj погружения тела в жидкость, время погружения t и
среднее ускорение а. Сопротивлением воздуха и жидкости
пренебречь.
II. ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА
1. ГАЗОВЫЕ ЗАКОНЫ
237. Почему баллоны со сжатым газом взрывоопасны, а
трубы с водой под большим давлением нет?
, 238. Как изменяется сила, выталкивающая из воды воздуш­
ный шарик, во время его подъема со дна на поверхность?
37
239. Два сосуда различных объемов, наполненные воздухом,
закрываются при нормальных условиях и нагреваются до 100°С.
Одинаково ли будет давление воздуха после нагрева?
240. Изобразите графики зависимости плотности идеального
газа от температуры при изотермическом, изохорическом и
изобарическом процессах?
241. При охлаждении натянутой стальной струны ее натяже­
ние, а значит, и энергия, зависящая от натяжения, увеличивают­
ся. За счет чего увеличивается энергия?
242. Одинаково ли меняются при нагревании размеры
сплошного стержня и трубки, изготовленных из одного материа­
ла, если они имеют одинаковые диаметры и длину?
243. Изменится ли при нагревании потенциальная энергия
медного шара, находящегося на плоскости?
244. В сосуды: а) цилиндрической формы, б) формы
усеченного конуса, расширяющегося внизу, в) кверху налито
одинаковое количество воды. Изменится ли давление и сила
давления на дно при нагревании жидкости?
245. Оцените минимальное расстояние d между центрами
соседних атомов железа, считая решетку кубической. Плотность
железа р =7,8-ДО3 кг/м3, молярная масса р = 0,056 кг/моль.
246. Какое число молекул воды N может поместиться в
колбу, объем которой V = 0,5 л ? Плотность воды р = 103 кг/м3,
молярная масса р = 0,018 кг/моль.
247. Сколько молекул N кислорода содержится в сосуде,
объем которого К = 0,5 л? Давление кислорода р = 1,5■ 10* Па,
температура t = 20° С, молярная масса р = 0,032 кг/моль.
248. Сколько молекул л содержится в 1 см3 воды? Какова
масса т молекулы воды? Каков приблизительно диаметр d ее
молекулы?
249. В длинной трубке сечением S = 0,5 см2, ориентированной
вертикально запаянным концом вверх, находится столбик
воздуха длиной / = 40см, запертым снизу столбиком ртути
высотой А = 8 см. Плотность ртути р = 13,6 г/см3; температура в
системе tx = 2T С. На какую величину Д/ изменится длина
воздушного столбика, если трубку отклонить от вертикали на
угол а = 60° и одновременно повысить температуру на Д Т = 30 К ?
(Атмосферное давление нормальное.)
38
250. Открытую стеклянную трубку длиной / = 1 м наполовину
погружают в ртуть. Затем трубку герметично закрывают сверху
и вынимают. Какова длина 1Х столбика ртути, оставшейся в
трубке? Атмосферное давление Я = 750 мм рт./ст.
251. Имеются два сосуда с одним и тем же газом при
одинаковой температуре. Плотность газа в первом сосуде
рх = 80 к г /м 3, во втором р2 = 20 к г /м 3. Определите, какая плотность
газа р будет в сосуде, если их соединить. Объем первого сосуда
в п = 3 раза меньше объема второго.
252. Воздух находится в сосуде под поршнем, который может
перемещаться вертикально. Масса поршня т = 30 кг, сечение
5 = 40 см2. После того как сосуд стали двигать вверх с ускорени­
ем а =7 м/с2, высота столба под поршнем уменьшилась на
п = 30%. Считать температуру и массу воздуха внутри сосуда
постоянной, найдите начальное давление р0 в сосуде. Трением
между поршнем и стенками сосуда пренебречь.
253. В цилиндрическом сосуде, расположенном вертикально,
находится газ массой т с молярной массой р. Газ отделен от
атмосферы тяжелым поршнем, соединенным с дном сосуда
растянутой пружиной жесткостью к. При температуре J,
поршень расположен на высоте А от дна сосуда. До какой
температуры Т2 надо нагреть газ, чтобы поршень поднялся до
высоты Я?
254. Кислород массой m = 16 г, находящийся при давлении
р =2 атм, занимает объем V = 5 л. Найдите изменение температу­
ры газа А Т, если при увеличении давления до р2 = 5 атм его
объем уменьшится на Д V = 1 л ?
255. В комнате объемом К = 70 м3 воздух нагрелся с tt = 10° С
до t2 = 20° С. Найдите массу Ат воздуха, ушедшего из комнаты
вследствие повышения температуры, если атмосферное давление
в комнате все время равно р = 105 Па. Молярная масса воздуха
р = 0,029 кг/моль.
256. Газ в сосуде находится под давлением р, = 20 атм при
температуре tt = 27° С. Найдите давление газа в сосуде р2 после
того, как п = 0,5 массы газа будет выпущена из сосуда, а
температура повышена на Д7 = 50К.
39
257. Из баллона объемом V = 20 л, содержащего кислород при
давлении р0 = 50 105 Па и температуре f0=10°C, вытекает
Д т= 0,5кг газа. Найдите новое давление кислорода р, если
температура повысилась до t = 60° С.
258. В цилиндре, закрытом легко подвижным поршнем
массой т и площадью S, находится газ. Объем газа равен V.
Найдите изменение объема газа Д V, если цилиндр передвигать
вертикально с ускорением: а) +а; б) -а. Атмосферное давление
равно р0, температура газа постоянная. Ось координат направле­
на вверх.
259. Сколько качаний л должен сделать поршневой насос,
чтобы в баллоне объемом V = 30 л увеличить давление от
атмосферного р0 = 1 • 105 Па до р = 2 • 105 Па ? Площадь поршня
насоса S = 15 см2, ход поршня 1 = 30 см. Утечкой газа и нагрева­
нием пренебречь.
260. На поверхности Земли оболочка аэростата наполнена
водородом на п = 2/3 своего объема. Давление атмосферы на
поверхности ра = 105 Па, температура г0 = 20° С. Какая часть х
объема оболочки будет заполнена при полете аэростата,
если давление окружающего воздуха понизится до р = 0,8 • 105 Па,
а температура будет t = -60° С? Молярная масса водорода
|х = 0,002 кг/м о л ь .
261. Внутри трубы, наполненной воздухом и закрытой с обоих
торцов, может скользить без трения поршень массой т = 4,0 кг,
плотно прилегающий к внутренним стенкам трубы. В горизон­
тально лежащей трубе поршень занимает среднее положение, а
давление воздуха в трубе р = 1,25 • 103 Па. Площадь поршня
S = 200 см2. Определите отношение объемов (V2IV,) воздуха по обе
стороны от поршня в трубе, движущейся по наклонной плоскос­
ти, образующей угол а = 60° с горизонтом (рис. 38). Коэффициент
трения между трубой и наклонной плоскостью р = 0,25. Темпера­
тура воздуха в трубе постоянная.
262. На рис. 39 в координатах "давление - объем" (р, V)
изображен круговой процесс, протекающий в идеальном газе.
Некоторая масса газа из начального состояния 1 проходит
последовательно через состояния 2, 3 и 4, возвращаясь в
исходное состояние.
40
а) На каких участках температура повышается, понижается?
Укажите, при каких состояниях газа его температура наибольшая
и наименьшая, а также вдвое меньше наибольшей;
б) изобразите указанный круговой процесс в координатах
{V, Т) и (р, Т), указав на графиках точки 1, 2, 3 и 4, соответству­
ющие одноименным точкам на графике рис. 39;
в) какую работу произведет газ в результате процесса на
участках: 1-*2-*3; 2 —»3 —»4; 4 —»1; 1-*2-*3-*4-*1?
263. При температуре t = 0° С длина алюминиевого стержня
/01 = 50 см, а железного стержня = 50,5 см. Сечения стержней
одинаковы. При каких температурах *, и *2 будут одинаковы
длины и объемы стержней соответственно? Коэффициент
линейного расширения алюминия pt = 24-10"в К '1, железа -
Р2= 12 • 10~в К 1.
264. Поршень, находящийся в узком цилиндре с открытым
концом, герметично прилегает к его поверхности и может
перемещаться без трения. Цилиндр
приводится во вращение вокруг верти­
кальной оси, проходящей через его
основание (рис. 40). Определите положе­
ние поршня в неподвижном цилиндре
/0, если при вращении со скоростью
л, = 120 об/мин поршень находится на
расстоянии /j = 10 см от основания, а
при л2 = 180 об/мин — на расстоянии
/2 = 20 см. Со стороны противоположной
оси вращения цилиндр сообщается с
атмосферой.
41
265. В закрепленном под углом
а = 30° к горизонту цилиндре с
открытым верхним концом (рис. 41)
может без трения двигаться пор­
шень массой т = 1,0 кг и площадью
S сечения S = 10 см2, плотно приле­
гая к стенкам цилиндра. Под по­
ршнем находится воздух. Поршень
выдвигают из положения равновесия
настолько, чтобы объем находящего­
ся под ним воздуха увеличился в п =2 раза, и отпускают.
Определите ускорение а поршня в этот момент. Атмосферное
давление р0 = 760 мм рт. ст. Температура воздуха постоянна.
Рис. 42
266. Поршень массой т = 1 кг и пло­
щадью сечения S = 10 см2 силой атмосфер­
ного давления, равного р0 = 760 мм рт. ст.
прижат ко дну перевернутого и закреплен­
ного цилиндра. Поршень плотно прилегает
к стенкам цилиндра и может скользить по
ним без трения. Определите, какую работу
нужно совершить, чтобы "оторвать" поршень
от дна цилиндра, растягивая пружину, при­
крепленную к поршню (рис. 42). Жесткость
пружины к = 9 Н/см.
267. Два одинаковых сосуда с газом соединены горизонталь­
ной трубкой, посередине которой находится капелька ртути. Как
изменится положение капельки, если начальные температуры
(0°С - в левом сосуде и 20°С - в правом) будут повыше­
ны на 10°С?
2. ЗАКОНЫ СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ
ДЛЯ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ.
ТЕПЛОВЫЕ МАШИНЫ. ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ
268. В каком случае для нагревания металлического шара до
одной и той же температуры потребуется больше энергии: если
шар висит на нити или расположен на площадке? Подставка и
нить энергии не поглощают.
42
269. Можно ли обычным ртутным термометром измерить
температуру капли воды?
270. Часть энергии, потребляемой двигателем электромобиля,
расходуется на преодоление сопротивления воздуха. В какой вид
энергии она при этом превращается?
271. При работе пневматического молотка на сжатом воздухе
его корпус покрывается инеем. Чем объяснить охлаждение
корпуса молотка?
272. В какой вид энергии превращается энергия, затрачивае­
мая на выкачивание воздуха из какого-либо объема?
273. Почему для нагревания газа, который не может расши­
ряться, затрачивается меньше энергии, чем для нагревания
расширяющегося газа?
274. Изменение состояния идеаль­
ного газа показано на графике V - Т
(рис. 43). Покажите эти изменения на
графике р — Т и выясните, на каких
участках газ поглощает и отдает тепло.
275. Что является нагревателем и
холодильником в ракетном двигателе?
276. Почему при выходе из воды
во время дождя не так ощущается
холод, как в сухую погоду?
277. Пробирка, наполненная водой, открытым концом
опущена в стакан с водой. Изменится ли уровень воды в
пробирке, если систему нагреть до температуры кипения?
278. Будет ли кипеть воды в стакане, плавающем в кипящей
воде?
279. Как будут меняться абсолютная и относительная влажно­
сти воздуха, находящегося в замкнутом сосуде, при нагреве?
280. На рис. 44 дан график измене­
ния состояния идеального газа в коор- р
динатах р, V. Представьте этот процесс „ ‘
в координатах р, Т. Чему равна работа,
совершенная газом? На каких участках
газ получает и отдает тепло? ^------
281. При нагревании идеальный газ, 4 3
заполняющий шар с р а стя ги в а ю щ е й с я ------------------------- »-
оболочкой, совершает работу А=75Дж. ^
На сколько градусов Д Г при таком
нагревании меняется температура газа,
43
если начальный объем шара V = 4 л, начальная температура
Г =300 К, атмосферное давление р = 105 Па ? Упругостью
оболочки шара пренебречь.
282. К. п. д. некоторой идеальной тепловой машины равен
т) = 0,4. На сколько Дт) изменится этот коэффициент, если
температура нагревателя увеличится в т = 1,2 раза, а температура
холодильника в п = 1,5 раза?
283. Во сколько раз п максимально возможный к. п. д.
двигателя внутреннего сгорания больше максимально возможного
к. п. д. паровой машины, работающей на перегретом паре при
температуре = 300° С, если температура газов в цилиндре
двигателя достигает t2 = 1000° С? Отработанные газы и пар имеют
одинаковую температуру Г3 = 160° С.
284. Какое количество керосина т потребовалось бы сжечь,
чтобы вывести спутник массой m, = 103 кг на круговую орбиту
вблизи поверхности Земли, если принять, что сопротивление
воздуха равно нулю, а энергия топлива полностью превращается
в механическую энергию? Радиус Земли Л = 6400 км, теплотвор­
ная способность керосина ^=46МДж/кг.
285. При постоянном давлении Z = 5 молям газа сообщили
тепло @ = 10Дж. Определите изменения температуры АТ и
внутренней энергии AU газа, работу А, совершенную газом, и
установите связь между Ср и Cv (Cv= 20,7 ДжДмоль ■ К)).
286. Переохлажденная на Дг = 8° С ниже точки замерзания
вода массой т = 15 г на встряхивании частично замерзла за
очень короткое время. Найдите количество затвердевшей
воды Д т, если окончательная температура системы стала
равна нормальной точке замерзания (Я = 3,3 • 105 Дж/кг; Ск =
= 4180 Дж/(кг • К)).
287. Под поршнем в цилиндре, площадь основания которого
S = 80 см2, находится газ при температуре Г = 7° С и давлении
р = 736 мм рт. ст. На поршень положена гиря массой т = 20 кг.
На сколько градусов At надо нагреть газ, чтобы поршень
вернулся в первоначальное положение? (Тепловым расширением
цилиндра пренебречь.)
288. Некоторое количество газа занимало объем = 0,01 м3
и находилось под давлением р1 = 0,1 МПа при температуре
44
Г, = 300 К. Сначала газ нагревали без изменения объема до
температуры Т2 = 320 К, а затем, при постоянном давлении до
температуры Т3 = 350 К . Найдите работу А, которую совершил
газ, переходя из начального состояния в конечное.
289. Свинцовая пуля ударяется о препятствие. Скорость при
ударе v= 330 м/с. Какая часть пули д расплавится, если вся
теплота, выделенная при ударе, поглощается пулей? Температура
пули перед ударом t0 = 27° С; температура плавления свинца
1п = 327°С, удельная теплоемкость свинца с = 125,7 Дж/(кг К);
удельная теплота плавления Я = 26,4 • 103 Дж/кг.
290. В закрытом сосуде объемом V = 2,5 л находится водород
при температуре fj=17°C и давлении /> = 15кПа. Водород
охлаждают до температуры f2 = 0° С. Вычислите количество
отданного газом тепла Q и изменение внутренней энергии
водорода Д U. Молярная теплоемкость водорода С =
= R Дж/(к • моль).
291. Под невесомым поршнем в цилиндре находится m = 1 кг
воды при температуре f0 = 0oC. В воду опускают кусок железа
массой /п0=1кг, нагретый до температуры f=1100° С. На какую
высоту h поднимается поршень? Атмосферное давление
р0= 1 атм, удельная теплоемкость железа С = 500 ДжДкг К),
площадь поршня 5 = 1000 см2. Теплоотдачей и теплоемкостью
цилиндра пренебречь.
292. В объеме Vy = 20 л содержатся насыщенные пары воды
при температуре t = 100° С. Какую работу А надо совершить,
чтобы путем изотермического сжатия уменьшить объем паров до
К2= 10л? Объемом воды, образовавшейся при конденсации,
пренебречь.
293. Температура воздуха fj = 20° С, точка росы t2=8° С.
Найдите абсолютную и относительную влажности воздуха р и
/, если упругость насыщенных паров при ty составляет рх =
= 17,54 мм рт. ст. и при f2 составляет рг = 8,05 мм рт. ст.
294. В помещении объемом К = 25м 3 при температуре
Г = 20° С относительная влажность воздуха /=60% . Определите
45
давление насыщенных паров р при этой температуре, если
известно, что полная масса воды, испарившейся в помещении,
равна т = 250 г. Молярная масса воды р = 0,018 кг/моль.
295. При понижении температуры воздуха от tx = 25° С до
t2 =11° С из воздуха объемом V= 1 м3 выделилось m = 8,4 г воды.
Какова была относительная влажность воздуха / ? Давление
насыщенных паров рх = 25 мм рт. ст., р2 = 10 мм рт. ст.
296. Относительная влажность воздуха / х = 0,80 при темпера­
туре ^ = 30° С. Какова относительная влажность /2, если этот
воздух нагреть при постоянном объеме до t2 = 50° С? При tx
давление насыщенных паров воды рх = 31,8 мм рт. ст., при 50°С -
р2 = 92,5 мм рт. ст.
297. В помещение нужно подать V = 20000 м3 воздуха при
температуре ^ = 18° С и относительной влажности f x = 50%,
забирая его с улицы при t2 = 10° С и относительной влажности
/2 = 60 %. Сколько воды надо дополнительно испарить в по­
даваемый воздух? Плотности насыщающих водяных паров
рх = 15,4-10"3 кг/м3 при fj=18° С; р2 = 9,4 10' 3 кг/м3 при Г2=10°С.

 

Категория: Физика | Добавил: Админ (21.03.2016)
Просмотров: | Теги: диденко | Рейтинг: 0.0/0


Другие задачи:
Всего комментариев: 0
avatar