Тема №5293 Ответы к задачам по физике термодинамика (Часть 2)
Поиск задачи:

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

9.11. Тепловые дви#атели
9.11.1. В тепловой машине за счет аждого илоджоуля энер-
гии, получаемой от нагревателя, совершается работа A = 300 Дж.
Определите КПД машины.
9.11.2. Тепловая машина работает по замнутому цилу. Под-
веденное за цил оличество теплоты Q1 = 0,1 МДж, отданное хо-
лодильниу — Q2 = г0 Дж. Найдите полезную работу за цил и
КПД тепловой машины.
9.11.3. Полезная мощность теплового двигателя N = 20 Вт.
Каое оличество теплоты получит двигатель за время t = 30 мин,
если КПД двигателя η = 1г%?

9.11.4. КПД автомобиля η = 22%. Каое оличество теплоты
выделяется в амере сгорания двигателя автомобиля ежесеундно,
если двигатель автомобиля развивает мощность N = 22,5 Вт?
9.11.5. Тепловой двигатель за один цил совершает работу
A = 160 Дж. Определите оличество теплоты, отданное за цил хо-
лодильниу, если КПД двигателя η = 1г%.
 9.11.6. Идеальный газ совершает цил 1—2—3—1, поазанный
на рисуне 9.11.1. Найдите КПД теп ловой машины, работающей п о
данному цилу, если рабочее вещество — идеальный одноатомный газ.
 9.11.7. Тепловая машина совершает циличесий процесс, со-
стоящий из двух изохор и двух изобар. Отношение давлений на изо-
барах α = 2, а отношение объемов на изохорах β = 3. Найдите КПД
машины. Рабочее тело — идеальный одноатомный газ.
9.11.г. Найдите КПД цила, если известно, что масимальная и
минимальная температуры в циле отличаются в 3 раза (рис. 9.11.2).
Рабочее тело — идеальный одноатомный газ.
9.11.9. Доажите, что КПД цила, поазанного на рисуне 9.11.2,
не превышает 40%.
9.11.10. Найдите отношение КПД цилов 1—2—3—4—1 и
1—5—6—7—1, представленных на p–V-диаграмме (рис. 9.11.3).
Рабочее тело — идеальный одноатомный газ.
9.11.11. Найдите КПД тепловой машины, рабочий цил ото-
рой поазан на рисуне 9.11.4. Рабочее вещество — идеальный од-
ноатомный газ.

 9.11.12. С одним молем идеального одноатомного газа совер-
шают цил 1—2—3—1, представленный на рисуне 9.11.5. В про-
цессе 1—2 газу сообщили оличество теплоты Q1—2 = 30 Дж, и его
температура увеличилась в n = 4 раза. Найдите работу газа за цил
и КПД цила, если температуры в состояниях 2 и 3 одинаовы.
 9.11.13. КПД цила 1—2—4—1 (рис. 9.11.6) η1 = 37,5%. Най-
дите отношение давлений на изобарах 2—3 и 4—1 и КПД цила
2—3—4—2, если температура в состоянии 4 больше температуры в
состоянии 2. Рабочее тело — идеальный одноатомный газ.
 9.11.14. КПД тепловой машины, работающей по цилу
1—2—3—1 (рис. 9.11.7) равен η1. Найдите КПД тепловой машины,
работающей по цилу 1—3—4—1. Рабочее вещество в машинах
одинаовое.
9.11.15. На рисуне 9.11.г поазана диаграмма рабочего ци-
ла тепловой машины. Рабочее вещество — идеальный одноатомный
газ. Найдите КПД тепловой машины.
9.11.16. На рисуне 9.11.9 на p–V-диаграмме представлены
графии цилов 1—2—3—1 и 1—4—2—1, проводимых с идеаль-
ным одноатомным газом. Участо 1—2 соответствует изобарному,
а участи 1—3 и 4—2 — изохорным процессам. Отрези 1—4 и 3—2
принадлежат прямым, проходящим через начало оординат. КПД
аого из этих цилов больше? Ответ обоснуйте.

9.11.17. КПД цила 1—2—3—4—1 (рис. 9.11.10) равен η = 1/9.
Определите давление газа в состоянии 4, если давление газа в состоя-
нии 2 равно p = 4 МПа. Известно, что давление газа в состояниях 1 и 3
одинаовы, участи 4—1 и 2—3 соответствуют изохорным процессам,
а участи 1—2 и 3—4 принадлежат прямым, проходящим через нача-
ло оординат. Газ одноатомный. Количество газа ν = 1 моль.
9.11.1г. Найдите КПД цила 1—2—3—4—1, представленного на
рисуне 9.11.11. Рабочее тело — идеальный одноатомный газ.
9.11.19. Изобразите приведенный на рисуне 9.11.12 циличе-
сий процесс на p–V-диаграмме. Найдите КПД цила. Рабочее тело —
идеальный одноатомный газ.
9.11.20. На p–U-диаграмме (U — внутренняя энергия газа)
представлены циличесие процессы 1—2—3—1 и 2—4—3—2,
проводимые с идеальным одноатомным газом (рис. 9.11.13). Внут-
ренняя энергия в состояниях 1 и 4 отличается в n = 9 раз. Найдите
КПД цила 1—2—3—1, если КПД цила 2—4—3—2 равен η2.
9.11.21. Один моль идеального одноатомного газа совершает
циличесий процесс, состоящий из изобарного расширения, изо-
хорного охлаждения и изотермичесого сжатия. КПД цила η = 25%.
Определите оличество теплоты, отданное газом при изотермиче-
сом сжатии, если работа газа за цил A = 1000 Дж.
9.11.22. Цил, совершаемый одноатомным идеальным газом в
оличестве ν = 1 моль, состоит из изотермы, изобары и изохоры.
Изотермичесий процесс происходит при масимальной температуре

T = 400 К. Известно, что в пределах цила объем газа изменяется в
2 раза, т. е. α = = 2. Найдите работу газа за цил и КПД цила.
 9.11.23. КПД тепловой машины, работающей по цилу
(рис. 9.11.14), состоящему из изотермы 1—2, изохоры 2—3 и ади-
абатного процесса 3—1, равен η = 20%, а разность масимальной и
минимальной температур газа в циле ∆T = 200 К. Найдите работу,
совершенную в изотермичесом процессе одноатомным газом.
9.12. Цил Карно
9.12.1. Определите КПД идеальной тепловой машины, если
температуры нагревателя и холодильниа t1 = 200 °C и t2 = 17 °C
соответственно. Во сольо раз надо увеличить температуру нагре-
вателя, чтобы КПД цила увеличить в n = 2 раза?
9.12.2. Определите КПД тепловой машины, работающей по
цилу Карно, если температура холодильниа в n = 3 раза меньше
температуры нагревателя.
9.12.3. Тепловой двигатель использует нагреватель при темпе-
ратуре t1 = 610 °C и имеет КПД η1 = 27%. Каой должна быть тем-
пература нагревания, чтобы КПД повысился до η2 = 35%?
9.12.4. Найдите работу за один цил тепловой машины Карно,
если работа на участе изотермичесого расширения равна A1 =
= 10 Дж, а работа на участе изотермичесого сжатия A2 = 3 Дж.
9.12.5. Найдите работу на участе изотермичесого расшире-
ния рабочего тела теплового двигателя, работающего по цилу Кар-
но, если оэффициент полезного действия равен η = г0%, а оличе-
ство теплоты, отдаваемое за цил, Q = 2 Дж.
9.12.6. Идеальная тепловая машина совершает за один цил
работу A = 73,5 Дж. Температура нагревателя t1 = 100 °C, темпе-
ратура холодильниа t2 = 0 °C. Найдите КПД цила и оличество
теплоты, отдаваемое за один цил холодильниу.

 9.12.7. Идеальная тепловая машина, работающая по цилу
Карно, совершает за один цил работу A = 2,94 Дж и отдает за
один цил холодильниу оличество теплоты Q2 = 13,4 Дж. Най-
дите КПД цила.
9.12.г. Идеальная тепловая машина получает за один цил от
нагревателя Q1 = 1 Дж теплоты. Температура нагревателя T1 =
= 600 К, температура холодильниа T2 = 300 К. Каую работу со-
вершает машина за один цил? Каое оличество теплоты отдается
за цил холодильниу?
9.12.9. Тепловая машина, оторая работает по цилу Карно,
имеет полезную мощность N = 4 Вт и работает в интервале темпе-
ратур от T1 = 400 К до T2 = 300 К. Определите энергию, получае-
мую машиной от нагревателя, а таже энергию, отдаваемую холо-
дильниу за τ = 1 ч работы.
9.12.10. Рабочее тело идеальной тепловой машины отдает хо-
лодильниу n = 1/4 часть теплоты, полученной от нагревателя. Оп-
ределите температуру нагревателя, если температура холодильни-
а T2 = 100 К.
9.12.11. Паровая машина мощностью N = 14,7 Вт потребляет
за τ = 1 ч работы m = г,1 г аменного угля. Температура отла
t1 = 200 °C, холодильниа t2 = 5г °C. Найдите КПД этой машины и
сравните его с КПД идеальной тепловой машины.
9.12.12. Идеальная холодильная машина, работающая по об-
ратному цилу Карно, отнимает у охлаждаемого тела с температу-
рой t2 = –10 °C оличество теплоты Q2 = 2г Дж и передает телу с
температурой t1 = 17 °C. Определите КПД цила η, оличество теп-
лоты Q1, переданное за цил теплому телу, и холодильный оэффи-
циент ε машины.
9.12.13. Идеальная холодильная машина, работающая по об-
ратному цилу Карно, совершает за один цил работу A = 37 Дж.
При этом она отбирает теплоту у тела с температурой t2 = –10 °C и
передает ее телу с температурой t1 = 17 °C. Найдите: КПД цила,
оличество теплоты Q2, отнятое у холодного тела за один цил, и
оличество теплоты Q1, переданное более горячему телу за один
цил, а таже холодильный оэффициент ε машины.
9.12.14. В холодильние за сути из воды массой m = 2 г, взя-
той при температуре T1 = 293 К, образуется лед при температуре
T2 = 271 К. Насольо нагреется воздух в омнате объемом V = 30 м3
за время τ = 4 ч работы холодильниа? Удельная теплоемость воз-
духа при постоянном объеме cV = 700 Дж/(г · К). Считать холо-
дильни идеальной тепловой машиной.
 9.12.15. Помещение отапливают холодильной машиной, рабо-
тающей по обратному цилу Карно. Во сольо раз оличество теп-
206
лоты Q, получаемое помещением от сгорания дров в пече, меньше
оличества теплоты Q′, переданного помещению холодильной ма-
шиной, оторая приводится в действие тепловой машиной, потреб-
ляющей ту же массу дров? Тепловой двигатель работает в
интервале температур от t1 = 100 °C до t2 = 0 °C. В помещении требу-
ется поддерживать температуру = 16 °C. Температура оружаю-
щего воздуха = –10 °C.
 9.12.16. Циличесий процесс 1—2—3—4—5—6—7—1 (рис.
9.12.1) состоит из трех изотерм 1—2, 3—4, 5—6—7, соответствующих
температурам t1 = 227 °C, t2 = 127 °C, t3 = 27 °C, и трех адиабат 2—3,
4—5, 7—1. Определите КПД цила 1—2—3—4—5—6—7—1, если ра-
бота, совершаемая рабочим телом в циле 1—2—3—6—7—1, в 2 раза
больше работы, совершаемой в циле 3—4—5—6—3.
9.12.17. Циличесий процесс 1—2—3—4—5—6—7—1
(рис. 9.12.2) состоит из трех изотерм 1—2—3, 4—5, 6—7 и трех ади-
абат 3—4, 5—6, 7—1. Определите КПД цила 1—2—3—4—5—6—
7—1, если КПД цила 1—2—6—7—1 равен η1 = 40%, КПД цила
2—3—4—5—6—2 равен η2 = 60% и работа, совершаемая над рабочим
телом при изотермичесом сжатии 6—7, в 3 раза больше работы, со-
вершаемой над рабочим телом при изотермичесом сжатии 4—5. 

9.13. Влажность
9.13.1. Воздух объемом V =4м3 содержит m = 100 8 водяно8о
пара. Каова абсолютная влажность воздуха?
9.13.2. Найдите массу насыщенно8о водяно8о пара в помеще-
нии размером 10 × 5 × 4 м, если температура воздуха: а) t = –4 °C;
б) t = 3 °C; в) t = 18 °C.
9.13.3. Найдите абсолютную влажность воздуха при темпера-
туре t = 50 °C, если давление водяно8о пара p = 8 Па.
t′
1
t′
2
Рис. 9.12.1 Рис. 9.12.2
207
9.13.4. В зарытом сосуде объемом V =1м3 находится влаж-
ный воздух с абсолютной влажностью ρ = 10–2 8/м3. Сольо мо-
леул водяно8о пара находится в сосуде? Молярная масса воды
M = 18 · 10–3 8/моль.
9.13.5. Абсолютная влажность воздуха при температуре T =
= 300 К равна ρ = 12,9 8/м3.Чему равна относительная влажность
воздуха?
9.13.6. Найдите давление паров воды в воздухе с относитель-
ной влажностью ϕ = 80%, если упру8ость насыщенно8о водяно8о
пара при этой температуре pн = 12,3 Па.
9.13.7. Ко8да и во сольо раз больше абсолютная влажность
воздуха: при температуре t1 = 0 °C и относительной влажности ϕ1 =
= 95% или при t2 = 35 °C и влажности ϕ2 = 40%?
 9.13.8. Определите отношение плотности сухо8о воздуха 
плотности влажно8о воздуха с относительной влажностью ϕ = 80%.
Давления и температуры сухо8о и влажно8о воздуха одинаовы и
равны p0 = 105 Па и t = 20 °C. Отношение молярных масс водяно8о
пара и сухо8о воздуха n = = 0,6.
9.13.9. При температуре t = 30 °C и давлении p = 104 Па отно-
шение плотностей сухо8о и влажно8о воздуха ρсух/ρвл = 1,09. Най-
дите относительную влажность воздуха. Отношение молярных масс
воды и сухо8о воздуха k = μп/μв = 0,6.
 9.13.10. Утром температура воздуха в омнате t1 = 20 °C при
относительной влажности ϕ1 = 40%. Днем воздух на8релся до тем-
пературы t2 = 30 °C, и относительная влажность возросла до ϕ2 = 60%.
Насольо изменилась плотность влажно8о воздуха в омнате, если
е8о давление оставалось постоянным и равным p0 = 105 Па?
9.13.11. Сосуд разделен пере8ородой на две части та, что объем
первой части больше второй в n = 3 раза. В первой части находится
воздух с относительной влажностью ϕ1 = 20%, во второй — с относи-
тельной влажностью ϕ2 = 80%. Каой будет относительная влажность
в сосуде, если, не изменяя температуры, убрать пере8ороду?
9.13.12. В сосуде объемом V0 =1м3 при температуре t = 20 °C
находится воздух с относительной влажностью ϕ0 = 30%. Найдите
относительную влажность после добавления в сосуд m = 5 8 воды и
полно8о ее испарения. Температура поддерживается постоянной.
Давление насыщенно8о водяно8о пара при температуре t = 20 °C
равно pн = 2,3 · 103 Па.
9.13.13. В сосуде объемом V =1м3 при температуре t = 20 °C
находится воздух с относительной влажностью ϕ = 30%. Чему ста-
μп
μв
-----
208
нет равной относительная влажность воздуха после добавления в со-
суд m = 20 8 воды? Температура поддерживается постоянной. Давле-
ние насыщенно8о водяно8о пара при t = 20 °C равно pн = 2,2 · 103 Па.
Молярная масса воды μ = 18 · 10–3 8/моль.
 9.13.14. Чему равна абсолютная влажность воздуха, запол-
няюще8о баллон емостью V = 700 л при температуре t = 24 °C, ес-
ли до полно8о насыщения пара понадобилось испарить в этот объем
воду массой m = 6,2 8?
 9.13.15. Сухой воздух заполняет зарытый сосуд объемом
V = 25 л при давлении p1 = 105 Па и температуре t1 = –23 °C. В со-
суд ладут усо льда массой m = 9 8 и на8ревают сосуд до темпера-
туры t2 = 127 °C. Определите давление влажно8о воздуха в сосуде.
Давление насыщенно8о водяно8о пара при температуре t = 127 °C
равно pн = 250 Па. Молярная масса воды μ = 18 · 10–3 8/моль.
9.13.16. В высоом цилиндричесом сосуде сечением площадью
S = 100 см2 под поршнем находится вода массой m = 1 8. На аую
наименьшую высоту нужно поднять поршень, чтобы вся вода испа-
рилась? Температура в сосуде поддерживается постоянной t = 27 °C.
Воздуха в сосуде нет.
 9.13.17. В теплоизолированном сосуде, разделенном пополам
пере8ородой, находится насыщенный водяной пар: в левой части —
при температуре t1 = 20 °C, а в правой — при t2 = 50 °C. Чему будут
равны плотность, температура и давление пара в сосуде, если пере-
8ороду убрать? Будет ли этот пар насыщенным?
9

9.14. Точа росы
9.14.1. Температура воздуха t1 = 18 °C, а точа росы t2 = 8 °C.
Каова относительная влажность воздуха?
9.14.2. В 8ерметичеси зарытом сосуде объемом V = 10 л на-
ходится влажный воздух при температуре t1 = 20 °C. Каое оличе-
ство водяно8о пара содержится в сосуде и чему равно е8о давление,
если точа росы для не8о t2 = 10 °C?
9.14.3. В сосуде объемом V =1м3 находится смесь воздуха с па-
рами эфира при температуре T = 303 К и давлении p = 107 Па.
Найдите массу воздуха и эфира в сосуде, если онденсация паров
эфира начинается при T0 = 273 К. Упру8ость насыщенных паров
эфира при температуре 273 К равна pн = 24,4 Па. Молярная масса
эфира Mэф = 74 · 103 8/моль.
9.14.4. При аой масимальной влажности воздуха в омнате
бутыла молоа, взятая из холодильниа, не будет запотевать?
Температура в холодильние t1= 5 °C, а в омнате t2 = 25 °C. 
209
 9.14.5. В запаянной трубе объемом V = 0,4 л находится водя-
ной пар при температуре T1 = 423 К и давлении p = 8,5 Па. Каое
оличество ∆m росы образуется на стенах труби при охлаждении
ее до T2 = 295 К?
9.14.6. В сосуде объемом V = 1 л находится влажный воздух
при температуре t1 = 20 °C. В сосуд помещают аплю воды массой
m = 0,12 8, зарывают и начинают на8ревать. После испарения
всей воды на8ревание преращают, и сосуд медленно остывает.
Ко8да температура воздуха в сосуде становится t2 = 60 °C, на е8о
стенах появляется роса. Найдите относительную влажность возду-
ха в сосуде перед началом опыта.
9.14.7. В двух одинаовых сосудах объемом V = 10 л аждый
находится сухой воздух при давлении p0 = 1 атм и температуре t0 =
= 0 °C. В первый сосуд впрысивают m1 = 3 8, а во второй — m2 = 15 8
воды. Затем оба сосуда на8ревают до температуры t = 100 °C. Чему
равно давление влажно8о воздуха в аждом из сосудов?
9.14.8. В баллоне емостью V = 3 л находится воздух с относи-
тельной влажностью ϕ1 = 60% при температуре t1 = 17 °C. Чему
будет равна влажность воздуха, если в баллон добавить m = 1 8 воды,
а температуру повысить до t2 = 100 °C?
9.14.9. В 8ерметичный сосуд объемом V0 = 0,4 м3, наполнен-
ный влажным воздухом с относительной влажностью ϕ1 = 20% при
температуре t1 = 30 °C, добавили воду объемом V1 = 1,5 см3, а затем
температуру системы понизили до t2 = 10 °C. Каой объем воды ос-
танется в сосуде по истечении большо8о промежута времени?
9.14.10. В цилиндре п од п оршнем в п ространстве объемом
V1 = 1,5 л находятся воздух и насыщенный водяной пар при темпе-
ратуре t1 = 20 °C. Каова будет относительная влажность воздуха
в цилиндре, если объем уменьшить до V2 = 0,1 л, а температуру по-
высить до t2 = 100 °C? Атмосферное давление p0 = 105 Па.
9.14.11. В цилиндричесом сосуде под поршнем при темпера-
туре T = 350 К находится насыщенный водяной пар. При изотерми-
чесом вдви8ании поршня была совершена работа A = 2 Дж. Опре-
делите массу сонденсировавше8ося при этом пара. Молярная мас-
са воды M = 0,018 8/моль.
9.14.12. В цилиндричесом сосуде при температуре t = 80 °C
находится насыщенный водяной пар. При изотермичесом сжатии
пара совершают работу A = 4 Дж. Каое оличество теплоты при этом
выделилось? Удельная теплота парообразования воды при 80 °C равна
r = 2,2 · 106 Дж/8. Воздуха в сосуде нет.
9.14.13. В сосуде объемом V =3м3 при температуре t = 30 °C на-
ходится воздух с относительной влажностью ϕ0 = 40%. В сосуд ввели
неоторое оличество воды при температуре t1 = 0 °C. Найдите отно-
210
сительную влажность воздуха в сосуде после полно8о испарения воды,
если температуру сосуда поддерживают равной 30 °C, а в процессе
установления равновесия сосуду сообщено оличество теплоты Q =
= 68,4 · 103 Дж. Удельная теплота парообразования r = 2,26 МДж/8.
9.14.14. В цилиндричесом сосуде п од ле8им п оршнем п ло-
щадью S = 5 · 10–3 м2 находится m = 300 8 воды при температуре
t = 20 °C. Воде сообщили оличество теплоты Q = 101,7 Дж. На а-
ую высоту поднимется поршень? Атмосферное давление p0 = 105 Па.
Молярная масса воды M = 0,018 8/моль. Воздуха под поршнем нет.
9.14.15. Пробира по8ружена вертиально в широий сосуд
с водой запаянным онцом вверх та, что расстояние от поверхно-
сти воды до запаянно8о онца l = 2 м. При температуре t1 = 20 °C
уровень воды в пробире совпадает с уровнем воды в сосуде.
Насольо опустится уровень воды в пробире, если температуру
системы увеличить до t2 = 75 °C? Упру8ость насыщенно8о водяно8о
пара при температуре 20 °C не учитывать.
9.14.16. Пробира по8ружена вертиально в широий сосуд с во-
дой запаянным онцом вверх та, что расстояние от поверхности во-
ды до запаянно8о онца l = 2,5 м. При температуре t1 = 100 °C уро-
вень воды в пробире на неоторую величину x ниже уровня воды в
сосуде. При охлаждении системы до t2 = 10 °C уровень воды в пробир-
е стал выше уровня воды в сосуде на таую же величину x. Найдите
значение x. Плотность воды ρ = 103 8/м3, атмосферное давление
p0 = 105 Па. Упру8остью насыщенно8о пара при 10 °C пренебречь.
 9.14.17. Если влажность воздуха ϕ = 80% и е8о температура t =
= 50 °C, то подъемная сила воздушно8о шара, наполненно8о 8ели-
ем, равна нулю. Чему будет равно усорение шара, если влажность
воздуха станет пренебрежимо малой? Температура и давление
воздуха не изменится. Давление воздуха p0 = 105 Па.
 9.14.18. Баллон частично заполняют водой и 8ерметично за-
рывают плосой рышой радиусом r = 3 см. Начальная темпера-
тура в баллоне t1 = 40 °C, относительная влажность воздуха ϕ = 60% и
е8о давление p0 = 105 Па. Найдите силу давления на рышу сосуда
при е8о остывании до температуры t2 = 10 °C. Куда эта сила направ-
лена? Давление оружающе8о воздуха постоянно и равно p0 = 105 Па.
Изменение объема воды и ее тепловое расши-
рение не учитывать.
 9.14.19. В трубе, оторая по8ружена в во-
ду, находится смесь 8елия и насыщенно8о водя-
но8о пара (рис. 9.14.1), занимающая объем V =
= 30 см3 п ри темп ературе t = 17 °C. При этом
уровень воды в трубе ниже уровня воды в сосу-
де на x = 10 см. Найдите массу 8елия m1 и мас-
су водяно8о пара m2 Рис. 9.14.1 в трубе. 

9.15. Поверхностное натяжение
9.15.1. Спича длиной l = 4 см плавает на поверхности воды.
Если по одну сторону от спичи налить асторовое масло, то спича
придет в движение. Определите силу, действующую на спичу, и ее
направление. Коэффициенты поверхностно8о натяжения воды и мас-
ла σ1 = 72 мН/м и σ2 = 33 мН/м соответственно.
9.15.2. Плени двух жидостей разде-
лены планой длиной l (рис. 9.15.1). Коэф-
фициенты поверхностно8о натяжения жид-
остей равны соответственно σ1 и σ2. Каая
сила действует на п лану со стороны жид-
остей?
9.15.3. Ле8ая незамнутая жестая
рама формой, поазанной на рисуне
9.15.2, плавает на поверхности воды. Что
будет происходить с рамой, если внутрь
нее апнуть мыльный раствор? Каая си-
ла F и в аом направлении будет действо-
вать на раму? Коэффициенты поверхно-
стно8о натяжения воды и мыльно8о рас-
твора равны σ1 и σ2 соответственно.
9.15.4. Найдите оэффициент по-
верхностно8о натяжения жидости, если
петля из резиновой нити длиной l и жест-
остью k, положенная на плену этой
жидости, растянулась по оружности
радиусом R п осле то8о, а п лена была
проолота внутри петли (рис. 9.15.3).
9.15.5. Проволочное ольцо радиусом
R = 6 см приведено в соприосновение с
поверхностью раствора медно8о упороса.
Каую силу нужно приложить, чтобы ото-
рвать ольцо от поверхности раствора? Коэффициент поверхност-
но8о натяжения медно8о упороса σ = 74 мН/ м.
9.15.6. Чему равен оэффициент поверхностно8о натяжения во-
ды, если с помощью пипети, имеющей ончи диаметром d = 0,4 мм,
можно дозировать воду с точностью до m = 0,01 8?
9.15.7. Оцените, сольо воды можно унести в решете. Пло-
щади дна решета и е8о ячейи S1= 0,1 м2 и S2 = 1 мм2 соответствен-
но. Решето водой не смачивается. Коэффициент поверхностно8о на-
тяжения σ воды = 7,27 · 10–2 Н/м.
9.15.8. Каую работу нужно совершить, чтобы выдуть мыльный
пузырь радиусом R = 4 см? Коэффициент поверхностно8о натяжения
мыльно8о раствора σ = 40 Н/м.
Рис. 9.15.1
Рис. 9.15.2
Рис. 9.15.3
σ σ
212
 9.15.9. Восемь шаровых апель ртути диаметром d1 = 1 мм
аждая сливаются в одну аплю тоже шаровой формы. Каое оли-
чество теплоты выделится при этом? Коэффициент поверхностно8о
натяжения ртути σ = 0,47 Н/м.
9.15.10. Вычислите давление внутри мыльно8о пузыря ради-
усом R. Коэффициент поверхностно8о натяжения мыльно8о
раствора равен σ, атмосферное давление p0. Температура в пузыре и
вне е8о одинаова.
9.15.11. Внешний радиус мыльно8о пузыря равен R, толщина
е8о стени h. Найдите давление воздуха внутри пузыря. Давление
воздуха вне пузыря равно p0, оэффициент поверхностно8о натяже-
ния мыльно8о раствора равен σ.
9.15.12. Два мыльных пузыря радиусами r1 и r2 сливаются в
один пузырь радиусом r3. Найдите атмосферное давление, если о-
эффициент поверхностно8о натяжения мыльной плени равен σ.
9.15.13. Куби с ребром l = 3 см и массой m = 20 8 плавает на
поверхности 8лицерина, оторый е8о не смачивает. На аом рас-
стоянии от поверхности воды будет находиться нижняя 8рань убиа?
Решите задачу с учетом и без учета сил поверхностно8о натяжения.
9.15.14. Определите высоту поднятия жидости в апилляре
радиусом r, если плотность жидости равна ρ, оэффициент ее по-
верхностно8о натяжения σ и раевой у8ол θ.
9.15.15. Определите разность уровней ртути в двух сообщаю-
щихся апиллярах с диаметрами аналов d1 = 1 мм и d2 = 2 мм со-
ответственно.
9.15.16. В двух апиллярных трубах разно8о диаметра, опущен-
ных в воду, установилась разность уровней ∆h1 = 2,6 см. При опуса-
нии этих же трубо в спирт разность уровней оазалась ∆h2 = 1 см.
Найдите оэффициент поверхностно8о натяжения спирта, если оэф-
фициент поверхностно8о натяжения воды σ1 = 7,3 · 10–2 Н/ м.
9.15.17. Капиллярная труба радиусом r = 0,5 мм запаяна свер-
ху. Труба отрытым онцом вертиально опусается в воду.
Коэффициент поверхностно8о натяжения воды σ = 0,07 Н/м, ат-
мосферное давление p0 = 760 мм рт. ст. Каой длины l следовало бы
взять таую трубу, чтобы при этих условиях вода в ней поднялась
на высоту h = 1 см?
9.15.18. В воду опущены две плосие стелянные пластины,
расположенные параллельно на близом расстоянии l дру8 от дру-
8а. Найдите высоту подъема воды между пластинами.
9.15.19. Высота поднятия жидости в апиллярной трубе
h1 = 33 мм. Высота поднятия той же жидости в таой же трубе,
но запаянной с одно8о онца, h = 13 мм. Длина труби l = 513 мм.
Плотность жидости ρ = 13 · 103 8/м3. Найдите атмосферное дав-
ление. Длину по8руженной части не учитывать. 

 

Категория: Физика | Добавил: Админ (29.01.2016)
Просмотров: | Теги: термодинамика | Рейтинг: 0.0/0


Другие задачи:
Всего комментариев: 0
avatar