Тема №6311 Ответы к задачам по физике Гольдфарб (Часть 3)
Поиск задачи:

Рассмотрим тему Ответы к задачам по физике Гольдфарб (Часть 3) из предмета Физика и все вопросы которые связанны с ней. Из представленного текста вы познакомитесь с Ответы к задачам по физике Гольдфарб (Часть 3), 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

8.41. Параллельно оси цилиндра радиусом R на расстоянии
R/2 от его центра просверлено круглое отверстие. Радиус
отверстия равен R/2. Цилиндр лежит на дощечке, которую
медленно поднимают за один конец (рис. 41). Найти предельный
угол ос наклона дощечки, при котором цилиндр еще будет на­
ходиться в равновесии. Коэффициент трения цилиндра о дощечку
к = 0,2.
8.42. Полушар и цилиндр одинакового радиуса, из одного
и того же материала соединены, как показано на рис. 42.
Система опирается на горизонтальную плоскость. При какой
высоте х цилиндра она будет находиться в безразличном
равновесии ? Центр тяжести полушара находится на оси симмет­
рии, отступая на 3/8 радиуса от центра.
a
Рис. 40 Рис. 41
53
8.43. В цилиндрический стакан наливают воду. При каком
уровне воды центр тяжести стакана с водой занимает наи-
низшее положение?
8.44. Тяжелый брусок удерживается силой трения между
двумя горизонтальными стержнями А и В (рис. 43). Каково
должно быть расстояние от центра тяжести бруска до
точки соприкосновения со стержнем А, чтобы он не мог вы­
скользнуть из своих опор? Расстояние а, угол а и коэффициент
трения к заданы.
8.45. Какую нужно совершить работу, чтобы повернуть
вокруг ребра на другую грань: а) куб массой 200 кг; б)
полый куб, наполовину наполненный водой? Масса куба
мала по сравнению с массой наполняющей его воды.
Ребро куба равно 1 м. Работу силы тяжести после перехода
кубом положения неустойчивого равновесия не учитывать.
8.46. Ящик в форме куба перемещают на некоторое
расстояние: один раз волоком, а другой — кантованием
(т. е. опрокидыванием через ребро). При каком значении ко­
эффициента трения скольжения к работы перемещения волоком
и кантованием равны?

9. М ЕХАНИЧЕСКИЕ КО ЛЕБА НИ Я И ВОЛНЫ
9.1. Составить уравнение гармонического колебания, если
амплитуда колебания 4 см, а период — 0,01 с, х0 = 0.
9.2. За какую часть периода Т тело, совершающее гармо­
нические колебания, проходит весь путь от среднего положения
до крайнего? первую половину пути? вторую его половину?
9.3. Какую часть периода груз маятника находится в пре­
делах 1 см от положения равновесия, если амплитуда его
колебаний равна 2 см?
Рис. 42 Рис. 43
54
9.4. Показать, что период движения по окружности матема­
тического маятника, описывающего конус (так называемый
конический маятник), равен периоду его колебаний, совер­
шающихся в одной плоскости при малых углах отклоне­
ния.
9.5. На какую часть длины надо уменьшить длину матема­
тического маятника, чтобы период колебаний маятника на
высоте 10 км был равен периоду его колебаний на поверхности
Земли * ?
9.6. Определить, на сколько отстанут маятниковые (ходи-
ковые) часы за сутки, если их поднять на высоту 5 км над
поверхностью Земли *.
9.7. Как по изменению периода колебаний маятника, поме­
щенного над рудным месторождением, плотность которого
равна р, можно приблизительно оценить объем месторождения,
считая его по форме шарообразным? Плотность Земли
равна ро (Ро > р).
9.8. Изменится ли период колебаний маятника от того, что
мы поместим его в воду? Маятнику придана идеально обтекае­
мая форма и можно принять, что трение о воду равно
нулю.
9.9. В неподвижном лифте висит маятник, период колебаний
которого Т= 1 с. С каким ускорением движется лифт, если пери­
од колебаний этого маятника стал равным Гх = 1,1 с? В каком
направлении движется лифт?
9.10. Найти период колебаний Т математического маятника
длиной /, подвешенного в вагоне, движущемся горизонтально
с ускорением а.
9.11. Определить длину звуковой волны X в воде, вызываемой
источником колебаний с частотой 200 Гц, если скорость звука
в воде равна 1450 м/с.
9.12. Какой камертон звучит дольше: закрепленный в тисках
или стоящий на резонаторном ящике?
9.13. Скорость звука в воде 1450 м/с. На каком расстоянии
находятся ближайшие точки, совершающие колебания в противо­
положных фазах, если частота колебаний равна 725 Гц?
9.14. При какой скорости v поезда маятник длиной / = 44 см,
подвешенный в вагоне, особенно сильно раскачивается, если
длина рельсов 25 м?
9.15. Волны распространяются со скоростью 360 м/с при
частоте, равной 450 Гц. Чему равна разность фаз двух точек,
отстоящих друг от друга на 20 см?
* Вращение Земли не учитывать.
55
9.16. Тело находится в некоторой точке А на внутренней
поверхности сферы. В каком случае оно быстрее достигнет
нижней точки сферы В: если будет скользить по поверхности
сферы или по наклонной плоскости АВ7 Трение в обоих
случаях пренебрежимо мало, начальная скорость тела равна нулю
и расстояние АВ много меньше радиуса сферы.
9.17. Груз, подвешенный к пружине, вызвал ее удлинение на
А1 = 4 см. Найти период Т собственных колебаний пружины
вместе с грузом.
9.18. Найти период Т собственных колебаний в системах, опи­
санных в задаче 8.14 (см. рис. 36).
10. ГИДРОСТАТИКА
10.1. в полый куб с ребром а налита доверху жидкость
плотностью р. Определить силы, действующие на грани куба.
10.2. Сосуд, имеющий форму усеченного конуса с пристав­
ным дном, опущен в воду. Если в сосуд налить 200 г воды,
то дно оторвется. Отпадет ли дно, если на него поставить
гирю 200 г? налить 200 г масла? налить 200 г ртути?
10.3. В сосуд с водой вставлена трубка сечением S = 2 см2.
В трубку налили 72 г масла (рм = 900 кг/м3). Найти раз­
ность уровней масла и воды.
10.4. При подъеме груза массой т — 2 т с помощью
гидравлического пресса была затрачена работа А = 40 Дж.
При этом малый поршень сделал п = 10 ходов, перемещаясь
за один ход на h = 10 см. Во сколько раз площадь большого
поршня больше площади малого, если к. п.д. пресса равен 1.
10.5. В сообщающиеся сосуды
диаметрами Dt и D2 налита вода.
На сколько изменится уровень во­
ды в сосудах, если положить кусок
дерева массой т в первый сосуд?
во второй? Плотность воды р0.
10.6. В колена U-образной труб­
ки налиты вода и спирт, разде­
ленные ртутью. Уровень ртути в
обоих коленах одинаков. На высоте
24 см от уровня ртути колена со­
единены горизонтальной трубкой
с краном (рис. 44). Вначале кран
закрыт. Определить высоту столба
спирта h2 (рс = 800 кг/м3), если
56
высота столба воды ht = 32 см. Что будет, если открыть кран?
При каком расположении трубки при открывании крана
будет сохраняться равновесие?
10.7. Льдина площадью поперечного сечения S = 1 м2 и вы­
сотой Я = 0,4 м плавает в воде. Какую работу надо совершить,
чтобы полностью погрузить льдину в воду?
10.8. В стакане плавает кусок льда. Изменится ли уровень
воды, когда лед растает? Рассмотреть дополнительно случаи:
1) когда во льду находился пузырек воздуха; 2) когда во льду
находилась свинцовая пластинка.
10.9. Одна из бутылок наполнена водой, другая — ртутью.
Потонет ли бутылка с водой, если ее опустить в воду?
Потонет ли бутылка с ртутью, если ее опустить в ртуть?
10.10. Прямоугольная коробочка из жести массой т = 76 г с
площадью дна S = 38 см2 и высотой Я = 6 см плавает
в воде. Определить высоту h надводной части коробочки.
10.11. Кастрюля емкостью 2 л доверху наполнена водой.
В нее ставят тело объемом 0,5 л и массой 0,6 кг. Сколько
воды вытечет из кастрюли?
10.12. Жестяная банка с грузом плавает на поверхности воды,
налитой в сосуд. При этом уровень воды в сосуде равен Я^
Больше или меньше будет уровень Я 2, если груз из банки
переложить на дно сосуда? Плотность груза больше плотности
воды.
10.13. В сосуд с вертикальными стенками и площадью дна S
налита жидкость с плотностью р. На сколько изменится уро­
вень жидкости в сосуде, если в него опустить тело произволь­
ной формы массой т, которое не тонет?
10.14. В U-образной трубке сечением S налита жидкость
с плотностью р. На сколько поднимется уровень жидкости
в правом колене трубки по отношению к первоначальному
уровню, если в левое колено опустили тело массой т и плот­
ностью Pi < р?
10.15. На дне водо­
ема установлена бетон­
ная конструкция грибо­
видной формы, раз­
меры которой указаны
на рис. 45. Глубина
реки Я. С какой силой
давит конструкция на
дно реки? Плотность
бетона р, воды р0. I I
Рис. 45
57
10.16. Деревянный кубик лежит на дне сосуда. Всплывет ли
он, если в сосуд налить воду (вода не проникает под кубик)?
10.17. Круглая дырка площадью Sj в дне сосуда прикрыта
без усилия конической пробкой с площадью основания S2. При
каком наибольшем значении плотности материала пробки р
можно добиться ее всплытия, доливая воду в сосуд?
Плотность воды р0.
10.18. Пустую открытую бутылку погрузили в воду гор­
лышком вниз на некоторую глубину h и опустили. При этом
бутылка не всплывала, не опускалась, а находилась в положении
равновесия. Почему? Будет ли это равновесие устойчивым?
Определить глубину погружения, если емкость бутылки
V0 = 0,5 л, масса т = 0,4 кг. Давление атмосферы р0 =
= 101 кПа, температура постоянная. Объемом стенок бутылки
пренебречь.
10.19. Полый шар (внешний радиус Ль внутренний R2),
сделанный из материала с плотностью рь плавает на поверх­
ности жидкости с плотностью р2. Какова должна быть
плотность р вещества, которым следует заполнить внутреннюю
полость шара, чтобы он находился в безразличном равновесии
внутри жидкости?
10.20. Полый шар, отлитый из чугуна, плавает в воде,
погрузившись ровно наполовину. Найти объем V внутренней
полости шара, если масса шара т = 5000 г, а плотность чугуна
р = 7,8 г/см3.
10.21. На весах уравновешен сосуд с водой. Как изменится
равновесие, если в воду целиком опустить подвешенный на нитке
брусок размером 5x3x3 см3 так, чтобы он не касался дна?
Какой груз и на какую чашку надо положить, чтобы сохра­
нить равновесие?
10.22. Алюминиевый и железный сплошные шары уравнове­
шены на рычаге. Нарушится ли равновесие, если шары погрузить
в воду? Рассмотреть два случая: а) шары одинаковой массы;
б) шары одинакового объема.
10.23. Вес куска железа в воде Р = 1,67 Н. Найти его
объем Кж. Плотность железа рж = 7,8 г/см3.
10.24. Вес тела в воде в три раза меньше, чем в воздухе.
Какова плотность материала тела?
10.25. Брусок дерева плавает в воде. Как изменится
глубина погружения бруска в воде, если поверх воды налить
масло?
10.26. Некоторое тело плавает на поверхности воды в закры­
том сосуде. Как изменится глубина погружения тела, если
накачать воздух в сосуд?
58
10.27. Один конец нити закреплен на дне, а второй прикреп­
лен к пробковому поплавку. При этом 0,75 всего объема
поплавка погружено в воду. Определить силу натяжения
нити F, если масса поплавка равна 2 кг и плотность
пробки 0,25 г/см3. Массой нити пренебречь.
10.28. На крюке динамометра висит ведерко. Изменится ли
показание динамометра, если ведерко наполнить водой и
погрузить в воду?
10.29. Сосуд, предельно наполненный водой, висит на динамо­
метре. Изменится ли показание динамометра, если в воду
опустить гирю, подвешенную на нити, не касаясь дна?
10.30. На рычажных весах уравновешены сосуд с водой и
штатив с медной гирей массой т = 100 г (рис. 46). Затем гиря,
подвешенная на нити, опускается в воду. Как восстановить
равновесие весов? Плотность меди рм = 8,9 г/см3.
10.31. Тонкая однородная па­
лочка шарнирно укреплена за
верхний конец. Нижняя часть
палочки погружена в воду, при­
чем равновесие достигается тог­
да, когда палочка расположена наклонно к поверхности
воды и в воде находится половина палочки. Какова
плотность материала, из которого сделана палочка?
10.32. Два шарика радиусами г1 и г2, сделанные из материалов
с плотностями pj и р2, соединены невесомым стержнем длиной
/. Затем вся система помещена в жидкость с плотностью р,
причем p < p i и р < р 2. В какой точке стержня нужно
его повесить, для того чтобы система находилась в равновесии
при горизонтальном положении стержня?
10.33. Из сосуда, заполненного водой, выходит труба радиу­
сом г и высотой h (рис. 47). Труба закрыта круглой пласти­
ной радиусом R и массой М, которую прижимает к трубе
давление воды. С какой силой F нужно подействовать на
пластину в точк| А, для того чтобы она повернулась, открыв
59
трубу? Сосуд заполнен водой до высоты Я. Толщина пластины
пренебрежимо мала,
10.34. На весах уравновешено тело, погруженное в жидкость.
Изменится ли показание весов при нагревании жидкости
вместе с погруженным в нее телом?
10.35. Сплошное однородное тело объемом V, плотность
материала которого р, плавает на границе между тяжелой
жидкостью с плотностью р! и более легкой жидкостью с
плотностью р2. Какая часть объема тела V1 будет находиться
в тяжелой жидкости?
10.36. Кубик из дерева, имеющий сторону 10 см, плавает
между маслом и водой, находясь ниже уровня масла на 2,5 см.
Нижняя поверхность кубика на 2,5 см ниже поверхности раздела.
Какова масса т кубика, если плотность масла 0,8 г/см3?
Определить силы давления F г и F2 на верхнюю и нижнюю
грани кубика. Изменится ли глубина погружения кубика в воду
при доливании масла?
10.37. Стальной кубик плотностью 7,8 г/см3 плавает в ртути
(плотность 13,6 г/см3). Поверх ртути наливается вода так, что
она покрывает кубик тонким слоем. Какова высота Я
слоя воды? Длина ребра кубика а = 10 см. Определить давление
р на нижнюю грань кубика.
10.38. Кусок пробки весит в воздухе 0,147 Н, кусок свинца
1,1074 Н. Если эти куски связать, а затем подвесить к чашке
весов и опустить в керосин, то показания весов будет 0,588 Н.
Определить плотность пробки, учитывая, что плотность керо­
сина 0,8 г/см3, а свинца 11,3 г/см3.
10.39. В сосуд с водой погружается открытый цилиндриче­
ский стакан: один раз дном вверх, а другой — дном вниз,
на одну и ту же глубину. В каком из этих случаев работа,
которую нужно совершить, чтобы погрузить стакан в воду,
будет больше? Вода из сосуда не выливается и в стакан,
погруженный дном вниз, не попадает.
10.40. Две одинаковые по массе оболочхи шара — одна из
эластичной резины, а вторая из прорезиненной ткани — напол­
нены одним и тем же количеством водорода и у Земли зани­
мают равный объем. Который из шаров поднимется выше и
почему, если водород из них выходить не может?
10.41. Во сколько раз изменится подъемная сила газа,
наполняющего аэростат (дирижабль), если будет применяться
гелий вместо водорода?
10.42. К динамометру подвешена тонкостенная трубка ртут­
ного барометра. Что показывает динамометр? Будут ли изме­
няться его показания при изменении атмосферного давления?
60
10.43. Определить приближенно массу газовой оболочки,
окружающей земной шар.
10.44. Г-образная трубка, длинное колено которой открыто,
наполнена водородом. Куда будет выгнута резиновая пленка,
закрывающая короткое колено трубки?
10.45. В трубе с сужением течет вода. В трубу пущен
эластичный резиновый мячик. Как изменится его диаметр при
прохождении узкой части трубы?
10.46. Тело, имеющее массу т = 2 кг и объем V = 1000 см3,
находится в озере на глубине h = 5 м.
Какая работа должна быть совершена при его подъеме на
высоту Н = 5 м над поверхностью воды?
Равна ли совершенная при этом работа изменению потенци­
альной энергии тела? Объясните результат.
10.47. В водоеме укреплена вертикальная труба с поршнем
таким образом, что нижний ее конец погружен в воду.
Поршень, лежавший вначале на поверхности воды, медленно
поднимают на высоту Я = 15 м. Какую работу пришлось при
этом совершить? Площадь поршня S = 1 дм2, атмосферное
давление р = 101 кПа. Весом поршня пренебречь.
10.48. Подводная лодка находится на глубине h = 100 м.
С какой скоростью через отверстие в корпусе лодки будет
врываться струя воды? Сколько воды проникает за один
час, если диаметр отверстия равен d = 2 см? Давление воздуха
в лодке равно атмосферному давлению. Изменением давления
внутри лодки пренебречь.
10.49. Из брандспойта бьет струя воды. Расход воды О =
= 60 л/мин. Какова площадь поперечного сечения струи Si
на высоте h = 2 м над концом брандспойта, если вблизи него
сечение равно S0 = 1,5 см2?
10.50. Почему быстролетящая пуля пробивает в пустом
пластмассовом стакане лишь два маленьких отверстия, а стакан,
наполненный водой, разбивается при попадании пули вдребезги?

11. ОСНОВЫ М О Л ЕКУ Л ЯРН О -КИ Н ЕТИ ЧЕСКО Й
ТЕО РИ И
11.1. Сколько молекул содержится в 1 см3 воды? Какова
масса молекулы воды? Каков приблизительный размер моле­
кулы воды?
11.2. Хорошо откачанная лампа накаливания объемом
10 см3 имеет трещину, в которую ежесекундно проникает
миллион частиц газа. Сколько времени понадобится для на­
полнения лампы до нормального давления, если скорость про­
никновения газа остается постоянной? Температура 0 °С.
11.3. За 10 суток полностью испарилось из стакана 100 г
воды. Сколько в среднем вылетало молекул с поверхности
воды за 1 с?
11.4. В озеро средней глубиной 10 м и площадью 10 км2
бросили кристаллик поваренной соли NaCl массой 0,01 г.
Сколько ионов хлора оказалось бы в наперстке воды объемом
2 см3, зачерпнутом из этого озера, если считать, что соль,
растворившись, равномерно распределилась в озере?
11.5. Кристаллы поваренной соли NaCl кубической системы
состоят из чередующихся атомов (ионов) Na и С1 (рис. 48).
Определить наименьшее расстояние между их центрами. Мо­
лярная масса поваренной соли р = 59,5 г/моль, а ее плотность
р = 2,2 г/см3.
11.6. Кубическая кристалличе­
ская решетка железа содержит
один атом железа на элементарный
куб, повторяя который, можно
получить всю решетку кристалла.
Определить расстояние между бли­
жайшими атомами железа, если
плотность железа р = 7,9 г/см3,
атомная масса А = 56.
11.7. На пути молекулярного
пучка стоит «зеркальная» стенка.
Найти давление, испытываемое
62
этой стенкой, если скорость молекул в пучке v = 103 м/с,
концентрация п = 5-1017 1/м3, масса т = 3,32 -10— 27 кг. Рас­
смотреть три случая: а) стенка расположена перпендикулярно
скорости пучка и неподвижна; б) пучок движется по направле­
нию, составляющему со стенкой угол а = 45°; в) стенка дви­
жется навстречу молекулам со скоростью и = 50 м/с.
11.8. Как изменилось бы давление в сосуде с газом, если бы
внезапно исчезли силы притяжения между его молекулами?
12. ТЕПЛОВОЕ РАСШ ИРЕНИЕ.
ГАЗОВЫ Е ЗАКОНЫ
12.1. В два сосуда конической формы, расширяющихся
кверху и книзу, и цилиндрический налита вода при темпера­
туре Г = 100 °С. Как изменится давление на дно сосудов после
охлаждения воды до комнатной температуры?
12.2. Две линейки — одна медная, другая железная — нало­
жены одна на другую так, что они совпадают только одним
концом. Определить длины линеек при t = 0 °С, зная, что
разность их длин при любой температуре составляет AI = 10 см.
Коэффициент линейного расширения меди cq = 17■ 10~6 К -1,
железа — а2 = 12-10-6 К -1.
12.3. Часы, маятник которых состоит из груза малых раз­
меров и легкой латунной нити, идут правильно при 0 °С.
Найти коэффициент линейного расширения латуни, если при
повышении температуры до t = +20 °С часы отстанут за сутки
на 16 с.
12.4. На сколько часы будут уходить вперед за сутки при
f0 = 0 если они выверены при t = 20 °С, и материал, из ко­
торого сделан маятник, имеет коэффициент линейного расши­
рения а = 0,000012 К-1?
12.5. При t0 = 0 °С часы спешат в сутки на т = 20 с. При
какой температуре часы будут идти точно? Коэффициент ли­
нейного расширения материала маятника а = 1,9-10“ 5 К-1.
12.6. Какую силу F надо приложить к стальному стержню
сечением S — 1 см2, чтобы растянуть его на столько же, на
сколько он удлиняется при нагревании на At = 1 °С? Коэффи­
циент линейного расширения а = 12• 10_6 К -1. Модуль Юнга
Е = 2,1 • 1011 Н/м2.
12.7. Толщина биметаллической пластинки, составленной
из одинаковых полосок стали и цинка, равна d = 0,1 см.
Определить радиус кривизны г пластинки при повышении
температуры на At = 11 °С. Коэффициент линейного расшире­
ния цинка а1=25-10~6 К -1, а стали а2 = 12 10_6 К~3.
63
12.8. Концы стального стержня сечением S = 1 см2, нахо­
дящегося при температуре t = 20 °С, прочно закреплены. С ка­
кой силой стержень будет действовать на опоры, если его
нагреть до П = 200 °С? Модуль Юнга стали £ = 2,0 • 1011 Н/м2,
коэффициент линейного расширения ос = 1,2-10“ 5 К ' 1?
12.9. Каково давление газа р0 в электрической лампочке,
объем которой V= 1 л, если при отламывании кончика
последней под поверхностью воды на глубине h = 1 м в лам­
почку вошло т = 998,7 г воды? Атмосферное давление нор­
мальное.
12.10. Стеклянный баллон объемом V = 1 л был наполнен
испытуемым газом до давления р = 105 Па и взвешен. Его
вес оказался равным Q = 0,9898 Н. Затем часть газа была
удалена так, что давление в баллоне упало до рi = 5 ■ 104 Па.
Новый вес баллона оказался равным Qy = 0,9800 Н. Какова
плотность испытуемого газа при нормальном атмосферном
давлении? Температура постоянна.
12.11. В ртутный барометр попал пузырек воздуха, вслед­
ствие чего барометр показывает давление меньше истинного.
При сверке его с точным барометром оказалось, что при
давлении р = 768 мм рт. ст. барометр показывает р' =
= 748 мм рт. ст., причем расстояние от уровня ртути до верх­
него основания трубки I = 80 мм. Каково истинное давление,
если барометр показывает р\ = 734 мм рт. ст.? Температура
воздуха постоянная.
12.12. Открытую стеклянную трубку длиной / = 1 м напо­
ловину погружают в ртуть. Затем трубку закрывают пальцем
и вынимают. Какой длины столбик ртути останется в трубке?
Атмосферное давление равно Н = 750 мм рт. ст.
12.13. В запаянной с одного конца стеклянной трубке
длиной I = 90 см находится столбик воздуха, запертый сверху
столбиком ртути высотой h = 30 см; столбик ртути доходит
до верхнего края трубки. Трубку осторожно переворачивают
открытым концом вниз, причем часть ртути выливается. Ка­
кова высота столбика ртути, которая останется в трубке, если
атмосферное давление Н = 750 мм рт. ст.?
12.14. В сосуд со ртутью опускают открытую стеклянную
трубку, оставляя над поверхностью конец длиной / = 60 см.
Затем трубку закрывают и погружают еще на 30 см. Опреде­
лить высоту столба воздуха в трубке. Атмосферное давление
Ро = 760 мм рт. ст.
12.15. Барометрическая трубка погружена в глубокий сосуд
с ртутью так, что уровни ртути в трубке и в сосуде совпадают.
При этом воздух в трубке занимает столб длиной / см. Трубку
64
поднимают на /' см. На сколько сантиметров поднимается
ртуть в трубке? Атмосферное давление равно Н см рт. ст.
12.16. Посередине откачанной и запаянной с обоих концов
■ горизонтальной трубки длиной L = 1 м находится столбик
ртути длиной h = 20 см. Если трубку поставить вертикально,
столбик ртути сместится на I = 10 см. До какого давления
была откачана трубка? Плотность ртути р = 1,36 • 104 кг/м3.
12.17. Расположенная горизонтально запаянная с обоих кон­
цов стеклянная трубка разделена столбиком ртути, на две
равные части. Длина каждого столбика воздуха 20 см. Дав­
ление 750 мм рт. ст. Если трубку повернуть вертикально,
ртутный столбик опускается на 2 см. Определить длину стол­
бика ртути.
12.18. Цилиндрический сосуд делится на две части тонким
подвижным поршнем. Каково будет равновесное положение
поршня, когда в одну часть сосуда помещено некоторое ко­
личество кислорода, в другую — такое же по массе количество
водорода, если длина сосуда I = 85 см?
12.19. В закрытом цилиндрическом сосуде с площадью ос­
нования S находится газ, разделенный поршнем массой М
на два равных отсека. Масса газа под поршнем при этом
в к раз больше массы газа над ним. Температуры газов оди­
наковы. Пренебрегая трением и массой газа по сравнению
с массой поршня, найти давление газа в каждом отсеке.
12.20. Имеются два мяча различных радиусов, давление
воздуха в которых одинаково. Мячи прижимают друг к другу.
Какой формы будет поверхность соприкосновения?
12.21. Найти число п ходов поршня, которое надо сделать,
чтобы поршневым воздушным насосом откачать воздух из
сосуда емкостью V от давления р0 до давления р, если
емкость насоса ДК
12.22. Упругость воздуха в сосуде равна 97 кПа. После
трех ходов откачивающего поршневого насоса упругость воз­
духа упала до 28,7 кПа. Определить отношение объемов со­
суда и цилиндра насоса.
12.23. Два баллона соединены трубкой с краном. В первом
находится газ при давлении р = 105 Па, во втором — при
р1 = 0,6 • 105 Па. Емкость первого баллона Vy = 1 л, второго —
V2 = 3 л. Какое давление установится в баллонах (в мм рт. ст.),
если открыть кран? Температура постоянная. Объемом трубки
можно пренебречь.
12.24. Три баллона емкостями Vx = 3 л, V2 = 7 л и V3 — 5 л
наполнены соответственно кислородом (pt — 2 -105 Па), азотом
(р2 = 3 • 105 Па) и углекислым газом (р3 = 6 ■ 104 Па), при одной
3 Гольдфарб Н. И. 65
и той же температуре. Баллоны соединяют между собой, при­
чем образуется смесь той же температуры. Каково давление
смеси?
12.25. На гладком горизонтальном столе находится сосуд,
разделенный перегородкой на две равные части. В одной части
сосуда находится кислород, а в другой — азот. Давление азота
вдвое больше давления кислорода. На сколько сдвинется сосуд,
если перегородка станет проницаемой? Длина сосуда / = 20 см.
Массой сосуда пренебречь. Процесс считать изотермическим.
12.26. В цилиндре, закрытом легко подвижным поршнем
массой т и площадью S, находится газ. Объем газа равен V.
Каким станет объем газа, если цилиндр передвигать верти­
кально с ускорением: а) +«; б) —а? Атмосферное давление
равно р0, температура газа постоянна.
12.27. Начертить графики изотермического, изобарического
и изохорического процессов в идеальном газе в координатах
р, V; р, Т\ V, Т. Объяснить, почему коэффициент объемного рас­
ширения идеальных газов равен термическому коэффициенту
давления.
12.28. На рис. 49 изображены две изотермы одной и той же
массы газа.
1. Чем отличаются состояния газов, если газы одинаковы?
2. Чем отличаются газы, если температуры газов одина­
ковы?
12.29. Как менялась температура идеального газа — увели­
чивалась или уменьшалась — при процессе, график которого
в координатах р, V изображен на рис. 50.
12.30. При нагревании газа получен график зависимости
давления от абсолютной температуры в виде прямой, продол­
жение которой пересекает ось р в некоторой точке выше (ниже)
66
начала координат. Определить, сжимался или расширялся газ
во время нагревания.
12*31. На рис. 51 дан график изменения состояния идеаль­
ного газа в координатах р, V. Представить этот круговой
процесс (цикл) в координатах р, Т и V, Т, обозначив соот­
ветствующие точки.
12.32. Сколько ртути войдет в стеклянный баллончик объ­
емом 5 см3 (рис. 52), нагретый до f, =400°С, при его осты­
вании до t2 = 16 °С, если плотность ртути при t = 16 °С равна
р = 13,6 г/см3?
12.33. При какой температуре находился газ, если при
нагревании его на At = 22 °С при постоянном давлении объем
удвоился? Для каких газов это возможно?
12.34. До какой температуры нужно нагреть воздух, взятый
при t — 20 °С, чтобы его объем удвоился, если давление
останется постоянным?
12.35. Определить, каким был бы коэффициент объемного
расширения идеального газа, если бы за начальный объем его
принимали объем не при t0 = 0 С, а при = 100 °С?
12.36. В цилиндре, площадь основания которого равна
S = 100 см2, находится воздух при температуре tt = 12 °С.
Атмосферное давление = 101 кПа. На высоте = 60 см от
основания цилиндра расположен поршень. На сколько опус­
тится поршень, если на него поставить гирю массой m = 100 кг,
а воздух в цилиндре при этом нагреть до t2 = 27 °С? Трение
поршня о стенки цилиндра и вес самого поршня не учитывать.
12.37. Два одинаковых баллона, содержащие газ при t = 0 °С,
соединены узкой горизонтальной трубкой диаметром d = 5 мм,
посередине которой находится капелька ртути (рис. 53). Ка­
пелька делит весь сосуд на два объема по V = 200 см3.
На какое расстояние х переместится капелька, если один бал­
лон нагреть на At = 2 °С, а другой на столько же охладить?
Изменением объемов сосудов пренебречь.
3* 67
12.38. Два одинаковых сосуда соединены трубкой, объемом
которой можно пренебречь. Система наполнена газом и нахо­
дится при абсолютной температуре Т. Во сколько раз изме­
нится давление в такой системе, если один из сосудов нагреть
до абсолютной температуры Гь а другой поддерживать при
прежней температуре Т1
12.39. 1. В горизонтально расположенном сосуде, разделен­
ном легко подвижным поршнем, находятся с одной стороны
от поршня mi граммов кислорода, а с другой — ш2 граммов
водорода. Температуры газов одинаковы и равны Т0. Каким
будет отношение объемов, занимаемых газами, если темпера­
тура водорода останется равной Т0, а кислород нагреется
до температуры Til
2. Вертикально расположенный сосуд разделен на две рав­
ные части тяжелым теплонепроницаемым поршнем, который
может скользить без трения. В верхней половине сосуда на­
ходится водород при температуре Т и давлении р. В нижней
части — кислород при температуре 2 Г. Сосуд перевернули.
Чтобы поршень по-прежнему делил сосуд на две равные части,
пришлось охладить кислород до температуры Т/2. Температура
водорода осталась прежней. Определить давление кислорода
в первом и втором случаях.
12.40. На некоторой высоте давление воздуха р = 3 • 104 Па,
а температура t = — 43 °С. Какова плотность воздуха на этой
высоте?
12.41. Определить давление кислорода, масса которого
m = 4 кг, заключенного в сосуд емкостью V = 2 м3, при темпе­
ратуре Г = 29 °С.
12.42. Определить удельный объем азота при температуре
27 °С и давлении р = 4,9 • 104 Па.
12.43. Определить массу кислорода, заключенного в баллоне
емкостью V = 10 л, если при температуре t = 13 °С манометр
на баллоне показывает давление р = 9 ■ 106 Па.
12.44. Какова разница в массе воздуха, заполняющего по­
мещение объемом V = 50 м3, зимой и летом, если летом тем­
пература помещения достигает = 40° С, а зимой падает до
t2 = 0 °С? Давление нормальное.
12.45. Сколько молекул воздуха выходит из комнаты объ­
емом V0 = 120 м3 при повышении температуры от Ч = 15 °С
до t2 = 25 °С? Атмосферное давление р0 = 105 Па,
12.46. Компрессор захватывает при каждом качании V0 =
= 4 л воздуха при атмосферном давлении р = 105 Па и тем­
пературе t0 = — 3 °С и нагнетает его в резервуар емкостью
V = 1,5 м3, причем температура воздуха в резервуаре держится
68
около ti = 45 °С. Сколько качаний должен сделать компрессор,
чтобы давление в резервуаре увеличилось на Ар = 1,96 • 105 Па?
12.47. На весах установлены два одинаковых сосуда. Один
заполнен сухим воздухом, другой — влажным (насыщенный
водяными парами) при одинаковых давлениях й температурах.
Какой из сосудов тяжелее?
12.48. По газопроводу течет углекислый газ при давлении
р = 5 • 105 Па и температуре t= 17 °С. Какова скорость дви­
жения газа в трубе, если за т = 5 мин через площадь попереч­
ного сечения трубы S = 6 см2 протекает т = 2,5 кг углекислого
газа?
12.49. Из баллона со сжатым водородом емкостью V = 10 л
вследствие неисправности вентиля утекает газ. При температуре
t 1 = 7 °С манометр показывал р = 5 • 106 Па. Через некоторое
время при температуре г2 = 17 °С манометр показал такое же
давление. Сколько утекло газа?
12.50. Какая часть газа осталась в баллоне, давление в ко­
тором было равно р = 1,2-107 Па, а температура t = 21°С, если
давление упало до р1 = 105 Па? Баллон при этом охладился
до t1 = -2 3 °С.
12.51. До какой температуры нужно нагреть запаянный шар,
содержащий т = 17,5 г воды, чтобы шар разорвался, если
известно, что стенки шара выдерживают давление 107 Па,
а объем шара V = 1 л?
12.52. В цилиндре объемом V, заполненном газом, имеется
предохранительный клапан в виде маленького цилиндрика
с поршнем. Поршень упирается в дно цилиндра через пружину
жесткости к (рис. 54). При температуре Т1 поршень находится
на расстоянии I от отверстия, через которое газ выпускается
в атмосферу. До какой температуры Т2 должен нагреться газ
в цилиндре, для того чтобы клапан выпустил
часть газа в атмосферу? Площадь поршня S,
масса газа в цилиндре т, его молярная масса ц.
Объем цилиндрика клапана пренебрежимо мал
по сравнению с объемом цилиндра.
12.53. В баллоне емкостью V = 110 л помещено
гпу = 0,8 кг водорода и т2 = 1,6 кг кислорода.
Определить давление смеси на стенки сосуда.
Температура окружающей среды t = 27°C.
12.54. В сосуде объемом 1 л заключено
т = 0,28 г азота. Азот нагрет до температуры
Т= 1500°С. При этой температуре а = 30%
молекул азота диссоциировано на атомы. Опре­
делить давление в сосуде. Рис. 54
69
12.55. В сосуде находится смесь азота и водорода. При
температуре Т, когда азот полностью диссоциирован на атомы,
давление равно р (диссоциацией водорода можно пренебречь).
При температуре 2 Т, когда оба газа полностью диссоцииро­
ваны, давление в сосуде Ър. Каково отношение масс азота
и водорода в смеси?
12.56. Оболочка аэростата объемом V = 1600 м3, находя­
щегося на поверхности Земли, наполнена водородом на и = 7/8
при давлении р = 101 кПа и температуре f = 15 °С. Аэростат
поднялся на некоторую высоту, где давление рх = 79,3 кПа
и температура = 2 °С. Сколько водорода потерял аэростат
при своем подъеме в результате расширения газа?
12.57. Доказать, что в атмосфере с постоянной температу­
рой независимо от закона изменения давления с высотой
подъемная сила воздушного шара с эластичной оболочкой
постоянна. Газ из воздушного шара не вытекает. Пренебречь
давлением, обусловленным кривизной оболочки.
13. ТЕПЛОТА И РАБОТА
13.1. 1. В калориметре находится два слоя одной и той же
жидкости: внизу более холодная, вверху — теплая. Изменится
ли общий объем жидкости при выравнивании температур?
2. Рассмотреть случай, когда в сосуде находятся равные
массы воды при температурах 0 и 8 °С.
13.2. Можно ли передать некоторое количество теплоты
веществу, не вызывая этим повышения его температуры?
13.3. Как надо поступить, чтобы сильнее остудить горячий
чай: сразу бросить в него сахар и затем подождать пять
минут или, выждав пять минут, положить сахар и растворить
его? Растворение сахара идет с поглощением тепла.
13.4. В железном калориметре массой m = 0,1 кг находится
т1 = 0,5 кг воды при температуре = 15 °С. В калориметр
бросают свинец и алюминий общей массой т2 = 0,15 кг и тем­
пературой t2 = 100 °С. В результате температура воды подни­
мается до t = 17 С. Определить массы свинца и алюминия.
Удельная теплоемкость свинца сд = 125,7 ДжДкг • К), алюминия
с2 = 836 ДжДкг • К), железа с = 460 ДжДкг - К).
13.5. Какое количество теплоты требуется, чтобы медный
стержень длиной I = 10 см и площадью поперечного сечения
5 = 2 см2 удлинился от нагревания на А /=0,1 мм? Длина
стержня при 0 °С равна /0 = 9,9 см. Плотность меди р =
= 8,9 г/см3, коэффициент линейного расширения а = 1,7 х
х 10“ 5 К -1, удельная теплоемкость с = 316 ДжДкг-К).
70
13.6. Свинцовая пуля пробивает деревянную стенку, причем
скорость в момент удара о стенку была v = 400 м/с, а в мо­
мент вылета Vy = 100 м/с. Какая часть пули расплавилась,
считая, что на нагревание ее идет 60% потерянной механи­
ческой энергии? Температура пули в момент удара fx = 50 °С.
Удельная теплоемкость свинца с — 125,7 ДжДкг • К), темпера­
тура плавления гп = 327 °С, удельная теплота плавления X -
= 26,4 • 103 Дж/кг.
13.7. Найти расход бензина автомобиля «Запорожец» на
s = 1 км пути при скорости v = 60 км/ч. Мощность мотора
N = 23 л. с., коэффициент полезного действия мотора г| = 30 %.
Теплотворная способность бензина q = 45 • 106 Дж/кг.
13.8. Автомобиль «Москвич» расходует т = 5,67 кг бензина
на 5 = 50 км пути. Определить мощность N, развиваемую
двигателем, если скорость движения v = 90 км/ч и к. п. д. дви­
гателя г| =22%. Теплотворная способность бензина q =
= 45 • 106 Дж/кг.
13.9. Автомобиль массой М = 1200 кг на горизонтальном
пути развивает скорость v = 72 км/ч, расходуя при этом
т = 80 г бензина на s = 1 км пути. Какую скорость разовьет
автомобиль при той же мощности на пути с подъемом h =
= 3,5 м на /= 100 м? К. п. д. двигателя Г|=ч28%. Тепло­
творная способность бензина q = 45 • 10е Дж/ кр.
13.10. Реактивный самолет имеет четыре двигателя, раз­
вивающих силу тяги F = 20 000 Н каждый. Сколько керосина
израсходуют двигатели на перелет / = 5000 км? Теплотворная
способность керосина q = 45 • 106 Дж/кг, к. п. д. двигателя
Л = 2 5 % .
13.11. Некоторая установка, выделяющая мощность N =
= 30 кВт, охлаждается проточной водой, текущей по спираль­
ной трубке диаметром d = 15 мм. При установившемся режиме
проточная вода нагревается на At = 15 °С. Определить скорость
воды, предполагая, что вся выделяемая мощность установки
идет на нагрев воды.
13.12. На сколько температура воды у основания водопада
с высотой в h = 20 м больше, чем у вершины? Считать, что
вся механическая энергия идет на нагревание воды.
13.13. Свинцовая гиря падает на Землю и ударяется о пре­
пятствие. Скорость при ударе v = 330 м/с. Вычислить, какая
часть гири расплавится, если вся теплота, выделяемая при
ударе, поглощается гирей. Температура гири перед ударом
t0 = 27 °С; температура плавления свинца tM = 327 °С; удельная
теплоемкость свинца с = 125,7 ДжДкг-К); удельная теплота
плавления X = 26,4 • 103 Дж/кг.
71
13.14. Тело массой т = 1 кг скользит по наклонной плоско­
сти длиной I = 21 м, которая образует с горизонтом угол
а — 30°. Скорость тела у основания наклонной плоскости равна
v = 4,1 м/с. Вычислить количество теплоты, выделившееся при
трении тела о плоскость, если начальная скорость тела равна
нулю.
13.15. С какой скоростью влетает метеорит в атмосферу
Земли, если при этом он нагревается, плавится и превращается
в пар? Метеорное вещество состоит из железа. Начальную
температуру метеора принять равной Т = 273 К. Какой будет
вычисленная скорость: минимальной, средней, максималь­
ной? Температура плавления железа tn = 1535 °С, теплота плав­
ления А. = 2,7 - 105 Дж/кг. Удельная теплоемкость железа с =
= 0,46 • 103 ДжДкг • К). Температура кипения tK = 3050 °С, удель­
ная теплота парообразования q = 0,58 • 105 Дж/кг. Предполага­
ется, что парообразование происходит при температуре ки­
пения.
13.16. Одинаковое ли количество теплоты необходимо для
нагревания газа до одной и той же температуры в сосуде,
прикрытом поршнем, если: 1) поршень не перемещается;
2) поршень легко подвижный?
13.17. В нижней части цилиндрического сосуда с площадью
основания 5 = 1 м2 заключен при нормальных условиях
V0 = 1 м3 воздуха, который закрыт невесомым поршнем.
Воздух под поршнем нагревается на At = 1 °С, при этом пор­
шень поднимается. Определить величину работы, которую
совершает расширяющийся воздух, перемещая поршень. Зави­
сит ли величина работы от площади поршня?
13.18. В цилиндре при t = 20 °С находится m = 2 кг воздуха
под давлением р = 9,8 • 105 Па. Определить работу воздуха
при его изобарном нагревании на At = 100 °С? Молярная
масса воздуха р = 0,029 кг/моль.
13.19. В цилиндр заключено m = 1,6 кг кислорода при
температуре t = 17 °С и давлении р = 4 • 105 Па. До какой тем­
пературы нужно изобарно нагреть кислород, чтобы работа
по расширению была равна А = 4 • 104 Дж?
13.20. На рис. 51 в координатах р, V изображен круговой
процесс некоторой массы идеального газа. Указать, на каких
стадиях процесса газ получал и на каких отдавал тепло.
13.21. В цилиндре под поршнем находится воздух. Его
состояние последовательно меняется следующим образом:
1) при постоянном объеме увеличивается давление; 2) при
постоянном давлении увеличивается объем; 3) при постоянной
температуре увеличивается объем; 4) при постоянном давлении
72
воздух возвращается к исходному состоянию. Начертить диа­
грамму в координатах р, V и указать, при каких указанных
четырех изменениях воздух в цилиндре получает теплоту и
при каких отдает.
13.22. Масса т идеального газа, находящегося при темпе­
ратуре Т, охлаждается изохорически так, что давление падает
в п раз. Затем газ расширяется при постоянном давлении.
В конечном состоянии его температура равна первоначальной.
Определить совершенную газом работу. Молярная масса газа р.
13.23. 1. Над идеальным газом проводят два замкнутых
процесса: 1->2-»3->1 и 3—>2—>4->3 (рис. 55,а). В каком из них
газ совершит большую работу?
2. Над одной грамм-молекулой идеального газа совершают
цикл (замкнутый процесс), состоящий из двух изохор и двух
изобар (рис. 55,6). Температуры в точках 1 и 3 равны соот­
ветственно Т1 и Т3. Определить работу, совершенную газом
за цикл, если точки 2 и 4 лежат на одной изотерме.
14. ИЗМЕНЕНИЕ АГРЕГАТНОГО СОСТОЯНИЯ
ВЕЩЕСТВА. ВЛАЖНОСТЬ
14.1. Температура t — 0°С является, как известно, одновре­
менно и температурой таяния льда и температурой замерзания
воды. Что произойдет, если в сосуд с водой при t = О °С
поместить кусок льда той же температуры? Построить график
изменения температуры льда с начальной температурой =
= —10 °С, нагреваемого до таяния, а затем образовавшейся
воды до t2 = +10 °С в зависимости от времени нагревания.
Мощность нагревателя постоянна.
14.2. В сосуд с водой с общей теплоемкостью С —
— 1670 Дж/К при t = 20 °С поместили ml = 100 г льда при
73
tj = — 8°С. Какая установится температура? Удельная теплота
плавления льда X = 3,3 • 105 Дж/кг, удельная теплоемкость
2,1 103 ДжДкг-К).
14.3. В калориметр с т = 100 г льда при t = 0 °С впущен
пар при 100 С. Сколько воды окажется в калориметре не­
посредственно после того, как весь лед растает? Удельная
теплота плавления льда X. = 3,3 - 105 Дж/кг. Теплоемкостью
калориметра пренебречь. Удельная теплота парообразования
воды 2,26 • 106 Дж/кг.
14.4. Смесь, состоящую из т1 = 5 кг льда и т2 = 15 кг
воды при общей температуре Tj = 0°С, нужно нагреть до тем­
пературы 0 = 80 °С пропусканием водяного пара ггри t2 = 100 °С.
Определить необходимое количество пара. Удельная теплота
плавления льда X = 3,3 ■ 105 Дж/кг. Удельная теплота паро­
образования воды при 100 °С г = 2,26 • 106 Дж/кг.
14.5. Выпал мокрый снег. Каким способом можно опре­
делить процентное содержание влаги в нем?
14.6. В калориметр, содержащий т1 = 250 г воды при
ti = 15 °С, брошено т2 = 20 г мокрого снега. Температура
в калориметре понизилась на At = 5 °С. Сколько воды было
в снеге? Теплоемкостью калориметра пренебречь.
14.7. До какой температуры надо нагреть алюминиевый
куб, чтобы он, будучи положен на лед, полностью в него
погрузился? Температура льда 0°С, удельная теплоемкость алю­
миния с = 836 ДжДкг-К), плотность льда р1 =9,2 102 кг/м3,
плотность алюминия р = 2,7 • 103 кг/м3. Удельная теплота плав­
ления льда X = 3,3 • 105 Дж/кг.
14.8. Пробирка, содержащая М = 12 г воды, помещается
в охлаждающую смесь, где вода переохлаждается до t = — 5 °С.
Затем пробиржа вынимается и встряхивается, причем часть
воды замерзает. Сколько воды должно обратиться в лед,
если считать, что между водой и стенками пробирки не проис­
ходит теплообмена?
14.9. Почему температура воды в открытых водоемах почти
всегда в летнюю погоду ниже температуры окружающего
воздуха?
14.10. Будет ли кипеть вода в кастрюле, которая плавает
в другой кастрюле с кипящей водой?
14.11. Большая кастрюля с кипяченой водой, в которой
плавает маленькая кастрюля с сырой водой, поставлена на
плиту. Вода в маленькой кастрюле закипела раньше, чин
в большой. Объяснить, почему это произошло. Будет ли ки­
петь вода в маленькой кастрюле, если бросить щепоточку
чая в большую кастрюлю?
74
14.12. Как заставить воду кипеть без нагревания? Как
заставить воду замерзнуть кипением?
14.13. В колбе находилась вода при 0°С Выкачивая из
колбы воздух, заморозили всю воду посредством собственного
испарения. Какая часть воды при этом испарилась, если при­
тока тепла извне не было? Удельная теплота испарения при
Г = О °С г = 2543 • 103 Дж/кг, теплота плавления льда X =
= 335,2 • 103 Дж/кг.
Почему с повышением температуры теплота парообразова­
ния уменьшается?
14.14. В сосуде Дьюара хранится V = 2 л жидкого азота
при температуре fj = —195 °С. За одни сутки (та = 24 ч) испа­
рилась половина данного количества азота. Определить удель­
ную теплоту испарения азота га, если известно, что при тем­
пературе t = О °С в том же сосуде в течение тл = 22,5 ч растает
тл = 40 г льда. Температура окружающего воздуха t2 = 20 °С.
Плотность жидкого азота р = 8 • 102 кг/м3; удельная теплота
плавления льда Хл = 3,3 • 105 Дж/кг. Считать, что скорость под­
вода тепла внутрь сосуда пропорциональна разности темпе­
ратур снаружи и внутри сосуда.
14.15. Найти, какая часть затраченной на парообразование
энергии идет на совершение внешней работы, если принять
теплоту парообразования воды при t = 100 °С равной q =
= 2258 • 103 Дж/кг и удельный объем пара V = 1,65 м3/кг.
14.16. В каком состоянии вещества плотность повышается
с повышением температуры и почему это происходит?
14.17. В запаянной U-образной трубке находится вода. Как
узнать, воздух или только насыщенный пар жидкости нахо­
дится над водой в трубке?
14.18. Жидкость налита в сообщающиеся сосуды разных
диаметров. Широкий сосуд плотно закрывается. Изменится ли
распределение уровней жидкости в коленах сосуда и почему?
14.19. График изменения давления пара в закрытом сосуде
при повышении его температуры имеет форму, показанную
на рис. 56. Какое заключение
можно сделать относительно
процессов испарения внутри со­
суда?
14.20. В комнате объемом
V = 120 м3 при температуре
f= 1 5 °C относительная влаж­
ность составляет / = 60 %. Опре­
делить массу водяных паров в
воздухе комнаты. Упругость Рис. 56
75
насыщенного водяного пара при г = 15 °С равна ро =
= 12,79 мм рт. ст. (1,7 кПа).
14.21. В помещение нужно подать К = 20 000 м3 воздуха
при tj = 18 °С и относительной влажности /х =50% , забирая
его с улицы при t2 = 10 °С и относительной влажности
/ 2 =60% . Сколько воды надо дополнительно испарить в по­
даваемый воздух? Плотность насыщающих водяных паров при
t2 = 10°C равна р2 =9,4-10_3 кг/м3, при fj = 18°C Pi =
= 15,4-10-3 кг/м3.
14.22. Относительная влажность воздуха при ty = 30 °С
равна f\ = 0,80. Какова будет относительная влажность / 2, если
этот воздух нагреть при постоянном объеме до t2 = 50 °С?
Давление насыщенных паров воды при 30 °С pi = 31,8 мм рт, ст.
(4,23 кПа), при 50 °С р2 =92,5 мм рт. ст. (12,3 кПа).
14.23. В сосуде V — 100 л при t = 27 °С находится воздух
с относительной влажностью / = 30 %. Какова станет относи­
тельная влажность / х, если в сосуд внесли те = 1 г воды?
Давление насыщенных паров воды при 27 °С р0 = 3,55 кПа.
14.24. В герметически закрытом сосуде объемом V = 1,1 л
находятся т = 100 г кипящей воды и ее пары при температуре
100 °С (воздуха в сосуде нет). Найти массу пара.
14.25. В закрытом с обоих концов цилиндре объемом
V = 2 л свободно ходит невесомый тонкий поршень. В про­
странстве с одной стороны поршня вводится тех = 2 г воды;
с другой стороны поршня m2 = 1 г азота. На какой части
длины цилиндра установится поршень при t = 100 °С?
14.26. Можно ли расплавить свинец в воде? При каких
условиях это возможно?

 

Ответы к задачам по физике Гольдфарб from zoner

Категория: Физика | Добавил: Админ (20.05.2016)
Просмотров: | Теги: Гольдфарб | Рейтинг: 0.0/0


Другие задачи:
Всего комментариев: 0
avatar