Тема №7379 Ответы к задачам по физике Трофимова (Часть 3)
Поиск задачи:

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

2.1. Определите объем, занимаемый ртутью количеством вещества v = 40 моль. Молярная масса ртути М = 201 • 10~3 кг/моль, ее плотность р = 13,6 г/см3. [V = 5,91 • 10-4 м3] 2.2. Масса т молекул N = 2,15 е 1027 некоторого газа равна 1 кг. Определите, что это за газ. [Азот] 2.3. Определите число молекул воды в стакане вместимостью 100 см3. Молярная масса воды М = 18 • 10“3 кг/моль, ее плотность р = 1 г/см3. [N = 3,34 • 1024 молекул] 2.4. На зуб площадью S = 0,08 см2 напылен слой золота толщиной d = 1,5 мкм. Определите число атомов золота в покрытии. Молярная масса золота М = 197 • 10_3 кг/моль, его плотность р = 19,3 г/см3. [N = 7,08 • 1017] 2.5. Определите длину I цепочки, мысленно составленную из вплотную прилегающих друг к другу молекул кислорода, содержащихся в т = 1 г этого газа. Диаметр d молекулы кислорода принять равным 0,36 нм, молярная масса кислорода М = 32 • 10_3 кг/моль. Сравните длину полученной цепочки со средним расстоянием от Земли до Солнца (/' = 1,49*10п м).
[I = 6,77 • 1012 м; 1/V = 45,4] 2.6. За сутки из сосуда испарилось т = 20 г воды. Определите, сколько молекул N x вылетело с поверхности воды за время = 1 с. Молярная масса воды М = 18 • 10~3 кг/моль.
[Nx = 7,74-1018].
2.7. Определите молярный объем (объем 1 моль) Vm алюминия. Молярная масса алюминия М = 27 • 10“3 кг/моль, его плотность р = 2,7 г/см3. [Vm = 10- 5 м3/моль] 2.8. В некотором объеме имеется N = Ю20 молекул. Определите их среднюю арифметическую и среднюю квадратичную скорости, если каждая четверть из них движется со ско- 90 ростью vx = 450 м/с; v2 = 500 м/с; d3 = 550 м/с; i>4 = 600 м/с.
[<u> = 525 м/с; <uKB> = 528 м/с] 2.9. Определите концентрацию молекул азота, если при давлении р = 0,1 МПа средняя квадратичная скорость <vKB> его молекул составляет 480 м/с. [п = 2,8 • 1025 м-3] 2.10. Газ массой т = 2 кг занимает объем V = 15 м3 под давлением р = 9 кПа. Определите среднюю квадратичную скорость молекул газа. [<икв> = 450 м/с].
2.11. При нагревании газа в закрытом сосуде его давление возросло в четыре раза. Определите, во сколько раз увеличилась средняя квадратичная скорость его молекул.
<VKB > К1>2 <v% = 2 2.12. Определите среднюю квадратичную скорость молекул идеального газа, плотность которого при давлении 15 кПа составляет 0,1 кг/м3. [<икв> = 387 м/с] 2.13. Начертите графики изотермического процесса идеального газа в координатах p ,V ;p ,T n V f T.
2.14. При изотермическом сжатии газа от объема = = 60 см3 до объема V2 = 40 см3 его давление увеличилось на Ар = 1 кПа. Определите первоначальное давление p v [рх = 2 кПа] 2.15. Определите первоначальный объем Vx газа, если в случае его медленного сжатия при постоянной температуре объем газа уменьшился на AV = 50 см3, а давление увеличилось в п = 3 раза. [V 1 — 75 см3] 2.16. Студент пьет воду из фляжки, плотно прижав ее к губам. Вместимость фляжки V = 0,5 л, вода занимает в ней объем VB = 0,2 л. Сколько воды выпил студент, если давление оставшегося в ней воздуха понизилось на Ар = 60 кПа? Атмосферное давление р 0 = 1,01 • 105 Па. [Д^в = 0,044 л] 2.17. Пузырек воздуха всплывает на поверхность воды со дна водоема глубиной h = 3 м. Определите объем V2 пузырька у поверхности воды, если на дне водоема его объем Vx = 6 мм3.
Плотность воды р = 1 г/см3. [V2 = 7,75 мм3] 2.18. Начертите графики изобарного процесса для идеального газа в координатах р 9 V; р, Т и F, Т.
2.19. Определите начальную Тг температуру идеального газа, если при изобарном нагревании на АТ = 300 К его объем увеличился в п = 1,2 раза. [Тг = 250 К] 2.20. Определите, на сколько увеличился объем идеального газа, если при изобарном нагревании его температура возросла в п = 1,5 раза, а первоначальный объем Vx = 100 см3.
[AV = 50 см3] 2.21. Температура воздуха в цилиндре 7\ = 300 К. При изобарном нагревании на АТ = 20 К поршень переместился на А1 = 3 см. Определите объем V2 воздуха после нагревания, если площадь поршня S = 15 см2. [V 2 — 7,2 • 10-4 м3] 2.22. Начертите графики изохорного процесса для идеального газа в координатах р, V; р, Т и V, Т.
2.23. При нагревании газа в закрытом сосуде на АТ = 160 К его давление возросло в п = 1,5 раза. Определите начальную температуру 7\ газа. [7\ = 320 К] 2.24. Газ находился на складе в баллоне под давлением р х = = 2,8 МПа при температуре t1 = 7 °С. Израсходовав половину газа, баллон внесли в помещение. Какова температура этого помещения, если давление газа через некоторое время стало равным р 2 = 1,5 МПа? [t2 = 27 °С] 2.25. Бутылка, наполненная газом при нормальных условиях, закрыта пробкой площадью сечения S = 3 см2. Чтобы пробка вылетела из бутылки, газ в ней надо нагреть на АТ = 130 К.
Определите силу трения F , которая удерживает пробку в бутылке. [FTp = 14,4 Н] 2.26. В баллоне, вместимость которого V = 10 л, находится углекислый газ (С02). Определите массу тп газа в этом баллоне, если давление р газа равно 100 кПа, температура Т = 290 К.
[тп = 18,3 г] 2.27. Определите плотность кислорода, который находится при температуре Т = 300 К, если давление постоянно {р = 0,1 МПа). [р = 1,28 кг/м3] 2.28. Азот массой 7 г находится под давлением р = 0,1 МПа при температуре 7\ = 290 К. Вследствие изобарного нагревания азот занял объем 72 = 10л. Определите: 1) объем V1 газа до расширения; 2) температуру Т2 газа после расширения; 3) плотность газа до и после расширения. [1) V x = 6,02*10_3 м3; 2) Т2 - 481 К; 3) pj = 1,16 кг/м3; р2 = 0,7 кг/м3] 92 2.29. В баллоне вместимостью V = 15 л под давлением Pi = 100 кПа находится углекислый газ при температуре Тх = 300 К. Из баллона выпустили тп = 15 г газа, причем температура в баллоне понизилась до Т2 — 290 К. Определите давление р2 углекислого газа, оставшегося в баллоне.
[р 2 = 4 1 >9 к П а 1 2.30. В баллоне находится газ массой = 100 г. Определите массу А тп вытекшего газа, если из-за его утечки давление в баллоне уменьшилось в п = 1,5 раза. [А т = 33,3 г] 2.31. В объеме V = 20 м3 при температуре Т = 300 К под давлением р = 100 кПа находится азот. Определите: 1) количество вещества v газа; 2 ) число молекул в газе. [1 ) v = 802 моль; 2) N = 4,83 • 1026] 2.32. В сосуде находится смесь водорода массой mг = 6 г и гелия массой пг2 = 12 г. Определите молярную массу газовой смеси в сосуде. [М = 3 • 10- 3 кг/моль] 2.33. В закрытом сосуде вместимостью V — 15 л находятся водород массой т1 = 5 г и гелий массой т2 — 10 г. Считая газы идеальными, определите давление газовой смеси в сосуде, если ее температура Т = 290 К. [р = 0,803 МПа] 2.34. Определите плотность смеси газов гелия массой пг1 = 10 г и водорода массой тп2 = 5 г при температуре Т = 300 К и давлении р = 100 кПа. Газы считать идеальными, [р = 0 , 1 2 кг/м3] 2.35. В сосуде, вместимость которого 0,5 л, находится азот массой 1 г. Определите концентрацию молекул азота в сосуде. [п = 4,3 • 1025 м~3] 2.36. В сосуде вместимостью V = 10 л при нормальных условиях находится кислород. Определите: 1) количество вещества v; 2 ) массу кислорода; 3) концентрацию п его молекул в сосуде. [1 ) v = 0,445 моль; 2) тп = 2,68 г; 3) п = 2,68 • 1025 м"3] 2.37. Определите суммарную кинетическую энергию поступательного движения молекул газа, находящегося в сосуде, вместимость которого V = 5 л, под давлением р = 0,1 МПа.
[Е = 750 Дж] 2.38. Определите суммарную кинетическую энергию поступательного движения молекул газа в объеме V = 6 л под давлением р = 1 кПа. [Е = 9 Дж] 93 2.39. Средняя кинетическая энергия <Е> поступательного движения молекул кислорода, находящегося в баллоне вместимостью V = 10 л, равна 3 кДж, а средняя квадратичная скорость <l>kb> его молекул равна 1,6 км/с. Определите: 1) массу т кислорода в баллоне; 2 ) давление р , под которым находится кислород. [1) т = 1,25 г; 2) р = 200 кПа] 2.40. Определите среднюю кинетическую энергию поступательного движения молекул в 1 моль и в 1 кг азота при температуре Т = 360 К. [<^!> = 4,49 кДж/моль; <Е2> = 160 кДж] 2.41. Определите, во сколько раз отличаются средние квадратичные скорости молекул гелия и кислорода при одинаковых температурах. [В 2,83 раза] 2.42. При какой температуре Т средняя квадратичная скорость молекул азота была бы равна первой космической скорости = 7,9 км/с? [Т = 70,1 кК] 2.43. Определите число N молекул газа массой m = 50 г, если средняя квадратичная скорость <l>kb> при температуре Т = 290 К равна 480 м/с. [N = 9,6 • 1023] 2.44. Определите давление, оказываемое газом на стенки сосуда, если плотность газа равна 0 ,0 2 кг/м3, а средняя квадратичная скорость молекул газа <l>kb> = 486 м/с.
[р = 1,57 кПа] 2.45. Определите температуру водорода, если средняя длина свободного пробега <1> его молекул при давлении р = 0,5 равна 2,5 см. Диаметр d молекулы водорода принять равным 0,28 нм. [Т = 315 К] 2.46. Средняя длина свободного пробега </0> молекул водорода при нормальных условиях равна 0,15 мкм. Определите среднюю длину свободного пробега <1> при давлении р =10 мПа, если температура газа остается постоянной.
[<1> = 1,51 м] 2.47. Определите концентрацию п молекул и плотность р разреженного кислорода, если средняя длина свободного пробега <1> = 15 см. Диаметр d молекулы кислорода п р и н я т ь равным 0,36 нм. [п = 1,16 • Ю20 м_3; р = 6,17 • 10-6 кг/м3] 2.48. Определите среднюю длину свободного пробега <1> атомов гелия, если плотность газа р = 2 • 1 0 -2 кг/м3, а диаметр d атома гелия равен 0,22 нм. [<1> = 1,55 мкм]

2.49. Определите изменение внутренней энергии AU азота массой т — 100 г при его нагревании на АТ = 50 К. [AU = = 3,71 кДж] 2.50. Определите внутреннюю энергию молекул идеального одноатомного газа объемом V = 20 м3 при давлении р = 10 кПа.
[U = 0,3 МДж] 2.51. Азот занимает объем V = 200 см3 и находится под давлением р = 10 кПа. Определите внутреннюю энергию U газа, а также долю энергии, приходящейся на поступательное и вращательное движения молекул. [U = 5 Дж; UJU = 0,6; 2.52. Как и во сколько раз отличаются внутренняя энергия гелия и кислорода, если их температуры и массы одинаковы? [В 13,3 раза] 2.53. Определите внутреннюю энергию U одноатомного газа количеством вещества v = 5 моль при температуре t = 17 °С.
[U = 18,1 кДж] 2.54. Свинцовая пуля (удельная теплоемкость свинца с = 130 Дж/(кг • К)) летит со скоростью v = 250 м/с и ударяется о землю. Определите, на сколько повысилась температура пули, если г\ = 0 ,6 кинетической энергии превратилось во внутреннюю энергию. [АТ = 144 К] 2.55. Выведите связь между удельной с и молярной С теплоемкостями. [С = сМ] Ответ: 1) ц = 0,383; 2) Q1 = 806 Дж.
ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ и в р / и = 0,4] 104 2.56. Выведя формулу для молярной теплоемкости при постоянном объеме Cv, определите, во сколько раз Cv отличается для трех- и одноатомного газа.
2.57. Определите изменение внутренней энергии алюминия массой т = 0,5 кг в жидком и твердом состояниях. Удельная теплота плавления алюминия X = 380 кДж/кг. [AU = = 190 кДж] 2 .5 8 . Чтобы приготовить ванну (объем V = 100 л), смешивают холодную (температура tl = 15 °С) и горячую (температура t2 = 70 °С) воду. Определите необходимые объемы холодной Vx и горячей V2 воды, чтобы получить температуру воды для принятия ванны 0 = 37 °С. [V1 = 60 л; V2 = 40 л] 2.59. В калориметр из меди массой т = 300 г (удельная теплоемкость меди с = 0,38 кДжДкг • К)), содержащий воду массой тв = 400 г при температуре *в = 17 °С, опускают кусочек льда массой тл = 20 г, взятый при температуре *л = -10 °С. Определите температуру 0 воды в калориметре, когда лед растает. Принять удельную теплоемкость льда сл = 2,1 кДжДкг-К), удельную теплоту плавления льда Хл = 3,35 • 105 Дж/К, удельную теплоемкость воды св = 4,19 • 103 ДжДкг • К). [0 = 268 К] 2.60. Смесь, состоящую из воды массой т1 = 1,5 кг и льда массой т2 = 200 г, находящуюся при t0 = 0 °С, следует нагреть до температуры 0 = 38 °С путем пропускания пара, температура которого t = 100 °С. Определите массу т3 пара, необходимого для этого. Удельная теплоемкость воды с = 4,19 • 103 ДжДкг • К), удельная теплота плавления льда X = 3,35 • 105 Дж/кг, удельная теплота парообразования воды г = 2,26 • 106 Дж/кг.
[ т 3 = 0,134 кг] 2.61. Определите массу т меди, взятой при температуре £0 = = 17 °С, которую можно расплавить за счет теплоты, получаемой при сгорании т1 = 100 кг каменного угля, если КПД нагревателя т| = 0,3. Удельная теплоемкость меди с = 0,38 кДжДкг*К), температура плавления меди t = 1083 °С, удельная теплота сгорания каменного угля q = 29 МДж/кг, удельная теплота плавления меди X= 214 кДж/кг, t0= 17 °С. [ т = 1,41 т] 2.62. Определите скорость вылета свинцовой дробинки из ружья (выстрел осуществлен вертикально вниз с высоты h = = 50 м), чтобы при ударе о камень дробинка расплавилась, если 105 начальная температура дробинки tx = 127 °С и на нагревание и плавление дробинки пошло г| = 0 ,6 ее механической энергии.
Удельная теплоемкость свинца с = 130 Дж/(кг • К), температура его плавления #пл = 327 °С, удельная теплота плавления свинца X = 25 кДж/кг. [v = 410 м/с] 2.63. При изохорном нагревании идеального газа ему сообщили количество теплоты Q = 1 кДж. Определите изменение внутренней энергии газа. [AU = 1 кДж] 2.64. Определите количество теплоты Q, сообщенное азоту, если в процессе изохорного нагревания (V = 10 л) его давление изменилось на Ар = 50 кПа. [Q = 1,25 кДж] 2.65. При изохорном нагревании кислорода объемом V = 5 л ему было сообщено количество теплоты Q = 1,5 кДж. Определите, на сколько изменилось давление газа. [Ар = 0,3 МПа] 2.66. Для нагревания газа массой т = 5 г на АТ = 2 К при постоянном объеме затрачивается количество теплоты Qv = = 6,49 Дж, при постоянном давлении Qp = 9,12 Дж. Определите, что это за газ. [М = 32 • 10 3 кг/моль] 2.67. Азот количеством вещества v = 2 моль нагревают при постоянном объеме. Определите количество теплоты Q, которое следует сообщить газу, чтобы его давление увеличилось в п = = 3 раза. Начальная температура азота Тг = 300 К, а его удельная теплоемкость при постоянном объеме cv = 742 Дж/(кг • К).
[Q = 24,9 кДж] 2.68. Двухатомный идеальный газ (v = 3 моль) нагревают при постоянном объеме от температуры Тг = 300 К. Определите количество теплоты Q, которое следует сообщить газу, чтобы увеличить его давление вп = 2,5 раза. [Q = 18,7 кДж] 2.69. В медном сосуде массой пг = 0,8 кг содержится v = = 2 моль идеального двухатомного газа объемом V = 200 см3.
Определите изменение давления Ар газа, если ему сообщают количество теплоты Q = 300 Дж, не давая газу расширяться.
Удельная теплоемкость меди с = 380 Дж/(кг • К). [Ар = = 72,2 кПа] 2.70. При изобарном нагревании (р = 100 кПа) идеального газа ему было сообщено количество теплоты Q = 3 кДж. Определите изменение внутренней энергии AU газа, если его первоначальный объем увеличился на AV = 20 л. [AU = 1 кДж] 106 2.71. Идеальный газ количеством вещества v = 2 моль изо- барно нагрет на АТ = 100 К. Определите работу, совершенную над газом при увеличении его объема. [А = 1,66 кДж] 2.72. В результате изобарного расширения многоатомного идеального газа совершена работа А = 10 кДж. Определите изменение внутренней энергии газа и количество сообщенной ему теплоты. [AU = 30 кДж; Q — 40 кДж] 2.73. Двухатомный идеальный газ расширяется в результате изобарного процесса. Определите, во сколько раз количество теплоты, подведенное к газу, больше работы, совершаемой газом при расширении. [Q/A = 3,5] 2.74. Двухатомный идеальный газ расширяется в результате изобарного процесса. Определите работу расширения газа, если на его расширение затрачено количество теплоты Q = 7 кДж.
[А = 2 кДж] 2.75. Азот количеством вещества v = 2 моль нагревают при постоянном давлении. Определите количество теплоты Q, которое следует сообщить газу, чтобы его объем увеличился в п = = 3 раза. Начальная температура газа Тг = 300 К. Удельная теплоемкость азота при постоянном давлении ср = 1,04 кДжДкг • К).
[Q = 34,9 кДж] 2.76. Углекислый газ С02 массой m = 20 г нагрели на АТ = 100 К один раз при постоянном давлении, другой — при постоянном объеме. Определите, на сколько отличаются друг от друга количества сообщенных в этих процессах тепл от.
IQP ~ Qv = 378 Дж] 2.77. Кислород массой m = 32 г находится при температуре Тх = 290 К. В результате изохорного охлаждения его давление уменьшилось в п = 3 раза, а затем в результате изобарного расширения температура газа в конечном состоянии оказалась равной первоначальной. Определите: 1) работу, совершенную газом; 2) изменение внутренней энергии газа. [1) А — = 1,61 кДж; 2) AU = О] 2.78. Определите количество теплоты Q, сообщенное идеальному газу, если при его изотермическом расширении совершена работа А = 50 Дж. [Q = 50 Дж] 2.79. При адиабатном расширении идеального газа совершена работаА = 10 кДж. Определите изменение внутренней энергии газа. Газ нагревается или охлаждается? [AU = —10 кДж] 107 2.80. Определите работу А, совершенную над двухатомным газом количеством вещества v = 5 моль, если при адиабатном сжатии температура газа повысилась на АТ = 60 К.
[А = -6,23 кДж] 2.81. В результате адиабатного расширения кислорода массой т = 5 г температура газа изменилась на АТ = 20 К. Определите изменение внутренней энергии газа. [AU = —64,9 Дж] 2.82. При адиабатном сжатии одноатомного идеального газа количеством вещества v = 2 моль, находящегося при температуре Тх = 300 К, его внутренняя энергия изменилась на ATJ = 1 кДж. Определите температуру Т2 газа в конце процесса. [Т2 = 340 К] 2.83. Температура пара, поступающего в паровую машину, Тг = 450 К, температура в конденсаторе Т2 = 300 К. Определите максимально возможную работу машины при затрате количества теплоты Q = 3 кДж. [А = 1 кДж] 2.84. Идеальный газ совершает цикл Карно. Газ получил от нагревателя количество теплоты = 6 кДж и отдал холодильнику количество теплоты Q2 = 0,6 Q: . Определите термический КПД Г) цикла и работу А, совершаемую за цикл. [ц = 0,4; А = 2,4 кДж] 2.85. Идеальный газ совершает цикл Карно. Газ получил от нагревателя количество теплоты = 6 кДж и совершил работу А = 2,4 кДж. Определите: 1) термический КПД ц цикла; 2 ) отношение температур нагревателя и холодильника.
[1)Л = 0,4; 2) ТХ/Т2 = 1,67] 2.86. Идеальный газ совершает цикл Карно, термический КПД которого Т| = 0,6. Определите работу А 2 изотермического сжатия газа, если работа А х изотермического расширения равна 600 Дж. [А 2 = -240 Дж] 2.87. Идеальная тепловая машина «работает» по циклу Карно. Температуры нагревателя 7\ = 400 К, холодильника Т2= 270 К. Определите работу, совершаемую тепловой машиной, если в топке сожжено 2 0 0 кг топлива с удельной теплотой сгорания 12,6 • 103 Дж/кг. [А = 2,66 МДж]

2.88. Абсолютная влажность воздуха р = 9,4*10 3 кг/м3, а плотность насыщенных паров рн при рассматриваемой температуре составляет 15,4 • 10_3 кг/м3. Определите относительную влажность ср воздуха. [ф = 61% ] 2.89. Относительная влажность воздуха при температуре t = 16 °С равна 65%. Определите максимальную температуру, при которой выпадет роса. [£р = 9 °С] 2.90. Определите относительную влажность ф воздуха при температуре t = 20 °С, если точка росы £р = 9 °С.
2.91. Относительная влажность ф воздуха при t = 20 °С составляет 52%. Выпадет ли роса, если ночью температура воздуха понизится до ty = 10 °С? [Нет] 2.92. В комнате объемом V = 100 м3при температуре 17 °С относительная влажность составляет 54%. Определите давление насыщенного пара при этой температуре, если масса водяных паров в воздухе комнаты т = 778 г. Молярная масса водяных паров М п = 18 • 10_3 кг/моль. [рн = 1,93 кПа] 2.93. В комнате объемом V — 70 м3 давление насыщенных паров при температуре t = 20 °С составляет 2,33 кПа, относительная влажность фх = 15% . Определите массу т воды, которую следует испарить, чтобы при той же температуре относительная влажность достигла 45%. Молярная масса воды М = 18 • 10“3 кг/моль. [т = 0,362 кг] 2.94. Влажный термометр психрометра показывает температуру t1 = 8 °С, а сухой — t2 = 12 °С. Определите парциальное давление р водяного пара в помещении и абсолютную влажность р. [р = 798 Па; р = 6,1 • 10_3 кг/м3] 2.95. Показания сухого и влажного термометров психрометра при температуре t = 5 °С одинаковы. Определите плотность насыщенных водяных паров рн в воздухе. [рн = 6 ,8 г/см3] 2.96. Определите количество N капель воды в объеме V = = 5 см3, которая вытекает из трубки диаметром d = 2 мм, если диаметры шейки капли и трубки одинаковы. Плотность воды р = = 1 г/см3, а ее поверхностное натяжение а = 74 мН/м. [N = 21] 2.97. Определите массу капли спирта, вытекающего из пипетки, в момент отрыва, если диаметр отверстия d пипетки равен 1 мм. Поверхностное натяжение а спирта принять равным 0,02 Н/м. [т = 6,4 • 10_6 кг] 115 2 .9 8 . Определите поверхностное натяжение а воды, если диаметр d отверстия пипетки, из которой вытекает вода, равен 1,2 мм, а масса 7V = 4 9 капель воды т = 2 г. [а = 74 мН/м] 2.9 9 . Определите радиус капиллярной трубки, если при полном смачивании вода в капилляре поднимается на высоту h = 5 см. Поверхностное натяжение воды а = 74 мН/м, а ее плотность р = 1 г/см3. [г = 0,302 мм] 2.100. В капилляре радиусом г = 0,3 мм жидкость поднялась на высоту h = 18,9 мм. Определите плотность р жидкости, если ее поверхностное натяжение а = 22 мН/м. [р = 791 кг/м3] 2.101. Во сколько раз отличаются высоты поднятия бензина и спирта в капиллярах одинакового радиуса? Поверхностное натяжение бензина с г = 21 мН/м, спирта — а2 = 22 мН/м, плотность бензина рх = 0,7 г/см3, спирта — р2 = 0,79 г/см3.
[В 1,08 раза] 2.102. Определите массу т воды, поднявшейся в капилляре радиусом г = 0,25 мм, если поверхностное натяжение воды а = = 74 мН/м. \т = 1,18* 10-5 кг] 2.103. В капилляре, находящемся на поверхности Земли, жидкость поднялась на высоту h = 12 мм. Определите высоту поднятия h столба этой же жидкости в том же капилляре на поверхности Луны, если ускорение свободного падения на поверхности Луны gx = 0,165 g. [h1 — 72,7 мм] 2.104. Сила F внутреннего трения между параллельными слоями воздуха площадью S = 0,5 м2, движущимися соответственно со скоростями = 5 м/с и и2 = 10 м/с, равна 215 мкН.
Определите коэффициент вязкости т|, если слои отстоят друг от друга на расстоянии Ах = 20 см. [т\ = 17,2 мкПа • с] 2.105. Между двумя слоями азота площадью S = 200 см2 действует сила внутреннего трения F = 10 мкН. Определите, как быстро изменяется скорость при переходе от слоя к слою в направлении, перпендикулярном направлению движения слоев, если коэффициент вязкости г| азота равен 16,6 мкПа.

2.106. Под действием растягивающей силы диаметр стержня изменился от 2,2 см до 2 см. Определите абсолютное и относительное поперечное растяжения стержня. [Ad = 0,2 см; е' = 0 ,1 ] 119 2.107. Верхний конец медного стержня длиной I = 1,5 м с площадью поперечного сечения S = 5 см2 закреплен неподвижно, а к нижнему его концу подвешен груз массой т = = 1500 кг. Модуль Юнга для меди Е = 118 ГПа. Определите: 1 ) нормальное напряжение а стержня; 2 ) абсолютное АI и относительное 8 удлинения стержня. [1) о = 29,4 МПа; 2) АI = = 374 мкм; е = 2,49 • 10“4] 2.108. Определите радиус стального троса подъемного крана, если максимальная масса поднимаемого груза т = 1 0 т, а запас прочности должен быть равен 8 . Предел пропорциональности стальной проволоки ап = 850 МПа. [г = 1,71 см] 2.109. Какой должна быть длина подвешенной за один конец серебряной проволоки, при которой наступит ее разрыв под действием собственного веса? Предел прочности серебра на разрыв о = 2,9-108 Па, плотность р серебра 10,5 • 103 кг/м3.
\1 = 2,82 км] 2.110. Пружина под действием упругой силы F 1 = 200 Н удлинилась на А1Х = 3 см. Определите потенциальную энергию пружины при ее растяжении на А12= 1 2 см. [Еп2 = 48 Дж] 2.111. Определите силу F, которую следует приложить к медному стержню площадью поперечного сечения S = 6 см2, чтобы не дать ему удлиниться при нагревании от 0 °С до 40 °С. Модуль Юнга для меди Е = 118 ГПа, коэффициент линейного теплового расширения для меди а = 1,7 • 10-5 К-1. [F = 48,1 кН] 2 .112 . Алюминиевая проволока диаметром d = 2 мм под действием растягивающей силы удлинилась на столько, на сколько она удлиняется при нагревании на АТ = 40 К. Принимая для алюминия модуль Юнга Е = 69 ГПа и коэффициент линейного теплового расширения а = 2,3*105 К-1, определите числовое значение растягивающей силы F. [F = 199 Н] 2.113. Медная проволока сечением S = 10 мм2 под действием растягивающей силы F = 400 Н удлинилась на столько, на сколько она удлиняется при нагревании на 20 К. Определите модуль Юнга Е для меди, если для нее коэффициент линейного теплового расширения а = 1,7 • 10~5 К-1. [Е = 118 ГПа] 2.114. На проволоке длиной ^ = 0,7 м подвешен груз массой т1 = 20 кг. При подвешивании к этой проволоке груза массой т2 = 50 кг ее длина оказалась 12 = 1м. Определите длину проволоки 10 без груза. [г0 = о,5 м] 2.115. Определите, на сколько увеличится объем сплошного медного куба при сообщении ему количества теплоты AQ = 400 кДж. Удельная теплоемкость меди с = 395 Дж/(кг • К), ее плотность р = 8 ,6 * 1 0 3 кг/м3, коэффициент объемного теплового расширения (3 = 4,8 • 10-5 К-1. [ДУ = 5,65 см3]

3.1. Два маленьких шарика с зарядами Qx = 1 мКл и Q2 = = 9 мКл соответственно находятся в вакууме на расстоянии г = 30 см. Шарики привели в соприкосновение. Определите, на какое расстояние гг следует их развести, чтобы сила взаимодействия между шариками оказалась такой же. [rt = 0,5 м] 3.2. Два одинаковых шарика массой т = 100 г каждый, соприкасаясь между собой, подвешены в вакууме на нитях длиной I = 80 см. Определите расстояние г, на которое разойдутся шарики, если им сообщить заряд Q = 5 нКл. Угол отклонения нити принять малым. [г = 4,51 мм] 3.3. Два точечных заряда Qx = 1 мкКл и Q2 = 3 мкКл, находящихся в вакууме, взаимодействуют друг с другом с силой F = 0 ,1 H . Определите расстояние между зарядами, [г = 30 см] 3.4. Два маленьких шарика с одинаковым по модулю зарядом находятся на расстоянии г = 50 см друг от друга и взаимодействуют в вакууме с силой F = 50 мкН. Определите число N некомпенсированных зарядов на каждом из шариков.
[N = 2,33-1013] 3.5. Два точечных заряда отталкиваются друг от друга в масле (диэлектрическая проницаемость ех = 5) с силой Fl = = 100 мН. Определите силу F2 отталкивания этих зарядов в керосине (е2 = 2 ), если они находятся на расстоянии, в три раза меньшем, чем в масле. [F2 = 2,25 Н] 3.6. Два одинаковых шарика массой т = 100 г каждый находятся в вакууме на некотором расстоянии друг от друга. Определите, какие одинаковые заряды следует сообщить шарикам, чтобы их взаимодействие уравновешивало силы тяготения. [Q = 8,61 пКл] 133 3.7. К шарику зарядом = 10 нКл и массой т = 0,5 г, висящему на тонкой шелковой нити, на расстоянии г = 2,5 см от него поднесли второй заряженный шарик. Определите заряд Q2 второго шарика, если натяжение нити уменьшилось в два раза.
[Q2 = 17 нКл] 3 .8 . Расстояние I между двумя одноименными заряженными точечными зарядами (Qj = 2 нКл и Q2 = 5 нКл), расположенными в вакууме, равно 20 см. Определите силу F, действующую на заряд Q0 = 1 нКл, который помещен в точку, находящуюся на прямой, соединяющей заряды Q и отстоящую от них на одинаковом расстоянии. [F = 2,7 мкН] 3 .9. Два точечных заряда (Qx = 5 нКл и Q2 = - 8 нКл) расположены друг от друга в вакууме на расстоянии I = 1 0 см. Определите силу F, которая действует на заряд Q0 = 1 нКл, помещенный в точку, находящуюся на прямой, соединяющей заряды и удаленную на гх = 4 см от первого заряда и на г2 = 6 см от второго заряда. [F = 48,1 мкН] 3.10. Три точечных отрицательных заряда Q = -4 нКл каждый находятся в вершинах равностороннего треугольника. Определите, какой заряд Qx нужно поместить в центр треугольника, чтобы система находилась в равновесии. [Qx = 2,31 нКл] 3.11. Определите напряженность поля, создаваемого диполем с электрическим моментом р = 1 нКл • м на расстоянии г = 25 см от центра диполя в перпендикулярном направлении.
[Еа = 576 В/м] 3.12. В боровской модели атома водорода электрон движется по круговой орбите радиусом г = 52,8 пм, в центре которой находится протон. Определите скорость v электрона на орбите, [и = 2,19 Мм/с] 3.13. Электростатическое поле создается в вакууме точечным зарядом Q = 1 нКл. Определите: 1) напряженность Е поля в точке, которая находится на расстоянии г = 3 см от заряда; 2 ) силу F, действующую в этой точке на заряд Q0 = 3 нКл.
[1) Е = 104 В/м; 2) F = 30 мкН] 3.14. Электростатическое поле создается в вакууме зарядом Q. В точке, расположенной на расстоянии г = 30 см от него, на заряд Q0 = 5 нКл действует сила F = 1 мкН. Определите: 1) напряженность Е поля в точке, где находится заряд Q0» 2) заряд Q. [1) Е = 200 В/м; 2) Q = 2 нКл] 134 3.15. Электростатическое поле создается в вакууме точечным зарядом. Определите напряженность этого поля Е г в точке, расположенной на расстоянии гг = 5 см от заряда, если на расстоянии г2 = 15 см от него Е 2 = 100 кВ/м. [Ег = 900 кВ/м] 3.16. Определите расстояние г2 от точечного заряда, на котором напряженность электростатического поля в воде будет такой же, как в вакууме на расстоянии гг = 13,5 см от заряда. Диэлектрическая проницаемость воды е2 = 81. [г2 = 1,5 см] 3.17. В пространстве между горизонтальными пластинами плоского воздушного конденсатора взвешена капелька ртути.
Определите радиус г этой капельки, если ее заряд Q = 1 нКл, а напряженность электростатического поля конденсатора Е = = 105 В/м. Плотность ртути р = 13,6 г/см3. [г = 0,564 мм] 3.18. Медный шарик р = 8,93 г/см3 радиусом г = 0,5 см помещен в масло (рх = 0,8 г/см3). Определите заряд шарика, если в однородном электростатическом поле он оказался взвешенным в масле. Электростатическое поле направлено вертикально вверх, и его напряженность Е = 4,25 кВ/см. [Q = 10 нКл] 3.19. Определите ускорение а, с которым движется протон в электростатическом поле напряженностью Е = 1 кВ/м.
Масса протона т = 1,67 • 10~2 7кг, его заряд е = 1,6 • 10“1 9Кл.
[а = 9,58-Ю 10 м /с2] 3.20. Два точечных заряда Q1 = 4 нКл и Q2 = -2 нКл находятся друг от друга на расстоянии I = 50 см в среде с диэлектрической проницаемостью е = 2,2. Определите напряженность поля Е в точке А, находящейся посередине отрезка прямой, соединяющей заряды. [Е = 393 В/м] 3.21. Два одноименных точечных заряда Q1 = 5 нКл расположены в вакууме на расстоянии I = 8 см друг от друга. Определите напряженность в точке А, расположенной на расстоянии г = 3 см на перпендикуляре, восставленном из середины отрезка, который соединяет заряды. [ЕА = 21,6 кВ/м] 3.22. Два разноименных точечных заряда Q = ±5 нКл расположены в вакууме на расстоянии / = 8 см друг от друга. Определите напряженность в точке А, расположенной на расстоянии г = 3 см на перпендикуляре, восставленном из середины отрезка, который соединяет заряды. [ЕА = 28,8 кВ/м] 135 3.23. Расстояние d между точечными зарядами = 3 нКл и Q2 = 5 нКл, находящимися в вакууме, равно 35 см. Определите напряженность электростатического поля в точке А, отстоящей на расстоянии гг = 25 см от первого заряда и на расстоянии г2 = 20 см от второго заряда. [ЕА = 1,28 кВ/м] 3.24. Сфера радиусом R = 3 см заряжена равномерно с поверхностной плотностью о = 1 нКл/ cm2. Определите напряженность Е электростатического поля в вакууме на расстоянии г = 10 см от центра сферы. [Е = 1,02 • 105 В/м] 3.25. Напряженность поля, создаваемого в вакууме двумя сферами, заряженными равномерно с одинаковой поверхностной плотностью, на расстояниях гх = 5 см и г2 = 10 см от центра сфер оказалась одинаковой. Определите радиус R2 второй сферы, если радиус первой сферы Rx= 3 см. [R2 = 6 см] 3.26. Электростатическое поле создается двумя бесконечными параллельными плоскостями, заряженными равномерно разноименными зарядами с поверхностными плотностями = = 3 нКл/м2 и о2 = - 6 нКл/м2. Определите напряженность электростатического поля: 1 ) между плоскостями; 2 ) за пределами плоскостей. [1) Е = 508 В/м; 2) Е = Т169 В/м] 3.27. Пространство между двумя бесконечными параллельными плоскостями, заряженными равномерно одноименными зарядами с поверхностными плотностями о х = 3 нКл/м2 и о 2 = = 2 нКл/м2, заполнено эбонитом (8 = 3). Определите напряженность электростатического поля: 1 ) между плоскостями; 2 ) за пределами плоскостей. [1) Ег = 18,8 В/м; 2) Е2 = Т 282 В/м] 3.28. Определите напряженность Е поля, создаваемого диполем с электрическим моментом р = 0,5 нКл ■ м на расстоянии г = 40 см от центра диполя в направлении, перпендикулярном плечу диполя. [ЕА = 70,3 В/м] 3.29. Под действием электростатического поля равномерно заряженной- бесконечной плоскости точечный заряд Q = 2 нКл переместился вдоль линии напряженности на расстояние, р а в н о е 1 = 2 с м ; п р и э т о м с о в е р ш е н а р а б о т а А = 40 м к Д ж . О п р е делите поверхностную плотность а заряда на плоскости, [ст = 1,77 мкКл/м2] 3.30. Две параллельные пластины площадью S = 50 см2 каждая, находящиеся в воздухе, заряжены разноименными зарядами Q = ± 40 нКл. Определите работу А, которую следует со136 вершить, чтобы раздвинуть пластины на расстояние I = 1 0 см.
[А = 1,81 мДж] 3.31. В однородном электростатическом поле напряженностью Е = 500 В/м переместили заряд Q = -10 нКл в направлении линии напряженности на расстояние I = 5 см. Определите: 1 ) работу Л сил поля; 2 ) изменение потенциальной энергии AW n заряда. [1) А —-0,25 мкДж; 2) АИ^П = 0,25 мкДж] 3.32. Точечный заряд Q = 10 нКл перемещается в однородном электростатическом поле напряженностью Е = 1 кВ/м на расстояние I = 40 м под углом а = 60° к линиям напряженности поля. Определите: 1) работу А сил электростатического поля; 2) изменение потенциальной энергии AW n заряда. [1) А = = 2 мкДж; 2) АИ^П = -2 мкДж] 3.33. Потенциал заряженного шара радиусом 30 см равен 60 В. Определите потенциал электростатического поля, создаваемого этим шаром в вакууме в точке на расстоянии радиуса шара от его поверхности. [<р2 = 25 В] 3.34. Точечный заряд Q = 5 нКл в некоторой точке поля, создаваемого зарядом, обладает потенциальной энергией W n = = 15 мкДж. Определите: 1) потенциал ф этой точки поля; 2) расстояние г от этой точки до заряда. [1) ф = 3 кВ; 2) г = 1,5 см] 3.35. Определите потенциал ф электростатического поля в точке, расположенной на одинаковом расстоянии от зарядов +Q и -Q. [ф = 0] 3.36. Потенциальная энергия W n системы двух точечных зарядов Q1 = 50 нКл и Q2 = 2 нКл равна 90 мкДж. Определите расстояние г между этими зарядами. [г = 1 см] 3.37. Электростатическое поле создается точечным зарядом Q = 20 нКл. Определите: 1) работу, совершаемую силами этого поля при перемещении заряда Qj = 10 нКл из точки с потенциалом ф! = 500 В в точку с потенциалом ф2 = 200 В; 2) расстояние между этими точками. [1) А = 3 мкДж; 2) г2 — гг = 54 см] 3.38. Электростатическое поле в среде с диэлектрической проницаемостью е = 2,2 создается точечным зарядом Q = 2 нКл.
Определите: 1) разность потенциалов между двумя точками, расположенными от заряда на расстояниях гх = 5 см и г2 = 2 0 см; 2 ) работу А , совершаемую силами электростатического поля при перемещении между этими точками заряда Ql = 1 нКл. [фх — ф2 = 1,54 кВ; А —1,54 мкДж]

Ответы к задачам по физике Трофимова from zoner

Категория: Физика | Добавил: Админ (09.08.2016)
Просмотров: | Теги: трофимова | Рейтинг: 0.0/0


Другие задачи:
Всего комментариев: 0
avatar