Задачи для самостоятельного решения

1. Почему зимой человеку тепло в шубе?

2. Почему в зимние холода воробьи топорощат свои пёрышки?

3. Как объяснить происхождение поговорки «как с гуся вода»?

4. Если поместить на поверхность раскаленной сковороды каплю холодной воды, последняя начинает быстро «бегать» по поверхности. Как объяснить её поведение

5. Почему летом при активной работе с пропановой горелкой баллон с пропаном покрывается изморозью, но не по всей поверхности, а только по 2/3 (нижней части)?

6. С какой целью в холодильниках между его внешней и внутренней стенками помещают пенопласт

7. Можно ли удержать на ладони капельку жидкого кислорода? как это объяснить

О каких физических явлениях говорится в стихотворении А.С.Пушкина «Анчар»

9. Яд капает через его кору,

10. К полудню растопясь от зноя,

11. И застывает к вечеру

12. Пустой прозрачною смолою

13. Что обладает большей внутренней энергией: вода при температуре 100°C или её пар той же массы при той же температуре? И что опаснее обжечься 100-градусным паром или 100-градусной водой? Почему?

14. Что опаснее обжечься кипящим маслом или кипящей водой? Почему?

15. Объясните зачем: дуют на горячий суп или кашу? Переливают чай из стакана в блюдце

16. Кастрюля-скороварка представляет собой сосуд, закрытый герметически, из которого пар может выходить только через предохранительный клапан. Почему в таком сосуде вода закипает быстрее?

17. Чем объяснить, что обёртывание кринок с молоком влажным полотенцем позволяет сохранить молоко довольно холодным, даже в жаркую погоду? А если поставить кринку с молоком на сквозняке?

18. Мокрое бельё, вывешенное зимой во дворе, замерзает. Но через некоторое время оно становится сухим даже при сильных морозах. Чем это можно объяснить.

19. Зимой ветровое стекло автомобиля с помощью специального вентилятора обдувается воздухом. Какое это имеет значение?

20. Почему запотевают очки, когда человек с мороза входит в тёплую комнату?

21. Чем объяснить появление зимой инея на оконных стёклах? С какой стороны стекла, он появляется?

22. Объясните, почему батареи центрального отопления ставят обычно под окнами.

23. Прежде чем налить в изящный фарфоровый бокал кипяток, в него опускают чайную ложку. Объясните, для чего это делают?

24. Как защищены от холода теплокровные животные, живущие в очень холодных водах полярных морей, но лишённые густого волосяного покрова (например: моржи, тюлени, киты и т.д.)

25. Относится ли огнестрельное оружие к тепловым двигателям?

26. Почему при холостых выстрелах ствол пушки нагревается сильнее, чем при стрельбе снарядами

Расчетные задачи

Задача 1. Манометр, установленный на паровом котле, показывает давление 1,8 МПа.
Каково абсолютное давление пара в котле, если атмосферное давление равно 0,099 МПа.

Решение:

Абсолютное давление определяется, как сумма внешнего (барометрического) и избыточного(манометрического) давлений:

р_абс = р_б + р_изб = 1,8 + 0,099 ≈ 1,9 МПа.

Задача 2. В баллоне содержится 2 кг кислорода при давлении 8,3 МПа и температуре 15˚С. Вычислить вместимость (емкость) баллона. Величину удельной газовой постоянной для кислорода принять равной R = 259,8 Дж/(кг×К).

Решение

Абсолютная температура кислорода при 15˚С будет равна: T = 15 + 273 (К).

Давление в баллоне равно 8,3 МПа, что соответствует 8,3×10⁶ Па.

Из уравнения состояния Менделеева - Клайперона где М- масса газа в баллоне. Тогда получим:

V = 2 × 259,8(15 + 273)/(8,3×10⁶) = 0,018 м³ = 18 л.

Резервуар вместимостью 4 м³ заполнен углекислым газом.

Рассчитайте массу этого газа и его вес, если избыточное давление, показываемое манометром, присоединенным к резервуару, равно 40 кПа, температура газа - 80˚С, а атмосферное(барометрическое) давление равно 102,4 кПа.

Удельная газовая постоянная для углекислого газа равна R = 188,9 Дж/(кг×К).

Решение

Абсолютное давление углекислого газа в резервуаре равно сумме барометрического и избыточного давлений:

р_абс = р_б + р_изб= 102,4 + 40 = 142,4 кПа = 142,4×103 Па.

Абсолютная температура газа будет равна: Т = 80 + 273 = 353 К.

Применив уравнение Менделеева-Клайперона, вычислим массу углекислого газа, заключенного в резервуаре:

= 142,4×103 × 4/(188,9 × 353) = 8,53 кг.

Вес газа определяется, как произведение его массы на ускорение свободного падения:

= 8,53 × 9,81 = 83,8 Н.

Задача Температура в комнате была 10⁰С. После того как протопили печь температура поднялась на 10⁰С. Объем комнаты 50 м³, атмосферное давление 760 мм рт.ст. На сколько изменилась масса воздуха в комнате?

Решение

Для решения задачи используем уравнение Менделеева-Клапейрона:

распишем его для начального и конечного случая:

Изменение массы Подставим значения m₁ и m₂

Подставив численные значения, получим искомую величину.

Задача Балластный резервуар подводной лодки заполнен водой и имеет объем 5000 м3. Каким должно быть давление в двух одинаковых баллонах емкостью по 200 литров со сжатым воздухом, чтобы при подключению к балластному резервуару он полностью освободился? Лодка находится на глубине 100 м. (Температуру воздуха считать постоянной).

Решение

На лодку, находящейся на глубине 100 м. оказывается давление, которое можно вычислить как

Обозначим объемы двух баллонов через . Для того, чтобы вытеснить воду из балластного резервуара подводной лодки нужно, чтобы давление в баллонах было

Соответственно, запишем с учетом закона Бойля-Мариотта:

Подставив численные значения, получим искомую величину.

Задача Для того, чтобы получить воду полярники обычно растапливают лёд. Рассчитайте, какое количество теплоты необходимо применить, чтобы получить из куска льда массой 10 кг при температуре -40⁰С воду при температуре +20⁰С? (Потери тепла на испарение не учитывать)

Решение

С точки зрения физики получить воду из куска льда – сложный процесс. Он состоит из отдельных этапов:

1. Нагреть лёд до 0^оС;

2. Расплавить лёд;

3. Нагреть полученную воду до нужной температуры.

Тогда искомую величину можно представить как:

здесь:с₁ – удельная теплоемкость льда;

- удельная теплота плавления льда;

с₂ – удельная теплоемкость воды;

– разность температур при нагревании льда от -40^оС до 0^оС;

- разность температур при нагревании воды от 0^оС до +20^оС.

Тогда

Подставив численные значения, получим искомую величину.

Задача 3. Спичка длиной L=5 см плавает на поверхности воды ( =72,8 10^-3 Н/м) при н.у. При нанесении капли мыльной воды ( =+ 4 10^-2 Н/м) палочка начинает двигаться. В какую сторону? Какова величина этой силы?

Решение

В обычной воде палочка находится в покое, т.к. с обеих её сторон со стороны воды на неё действуют равные силы поверхностного натяжения. Капля мыльной воды является поверхностно активным веществом, меняя силу поверхностного натяжения с одной из сторон палочки. Запишем формулы для расчета поверхностного натяжения с каждой из сторон палочки и сравним их.

F_{1 =}s₁L; F_{2 =}s₂ L;

Равнодействующая этих сил F= F₁ – F₂ тогда:

F= s₁L- s₂ L = L(s₁- s₂)

Подставим численные значения, получим искомую величину

Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 1358; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 5 6 7 8 91011 12 13 14 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!