Сосуд объемом разделен на три равные части
Министерство Образования Нижегородской области
Государственное бюджетное образовательное учреждение
Среднего профессионального образования
«Борский технолого-экономический техникум»
Предметная (цикловая) комиссия естественнонаучных дисциплин
«Трудная задача?
Начнем по порядку!»
(учебное пособие для студентов)
Задачи по дисциплине «Физическая и коллоидная химия»
Государственное бюджетное образовательное учреждение
Среднего профессионального образования
«Борский технолого-экономический техникум»
Автор- составитель: Моргунова Елена Юрьевна
Задачи по учебной дисциплине «Физическая и коллоидная химия» предназначены для студентов, обучающихся по специальности Технология продукции общественного питания.
Рассмотрено и рекомендовано к изданию предметной (цикловой) комиссией естественнонаучных дисциплин
Протокол №___ от « ___» ___________________ 2012 года
Председатель ПЦК_________________________ Волкова С.Д.
Бор, 2012.
Пояснительная записка
Любая наука естественного цикла – источник знаний об окружающем мире, явлениях природы. Особенность же дисциплины «Физическая химия» состоит в том, что она изучает общие закономерности природы во всем многообразии окружающего мира. Это наука, которая изучает наиболее простые явления природы, моделируя определенные ситуации, описывая их физическим языком. Учебное пособие направлено на студентов, обучающихся по специальности Технология продукции общественного питания. Особая роль при обучении данной дисциплины занимает блок решения задач по каждой теме курса. Работа с задачей позволяет понять запомнить основные законы и формулы , создает представление об их характерных особенностях и границах применения. Задача развивает навыки в использовании физических законов для решения конкретных вопросов, имеющих практическое и познавательное значение. В своей работе я раскрываю этапы решения задач по теме “Газовые законы”. Данная работа как раз служит в определенной мере решению той задачи, которая стоит при изучении этой темы. В ней сделана попытка систематизации типов и методов решения физических задач темы “Газообразное состояние вещества. Идеальный газ».
Классификация задач:
Уравнение Менделеева-Клапейрона
Уравнение Клапейрона
Изопроцессы
Закон Бойля-Мариотта
Закон Гей-Люсака
Закон Шарля.
Уравнение Менделеева-Клапейрона
Алгоритм решения задач:
Прочитать условие задачи;
Записать все данные задачи и искомые величины;
Записать физические законы, нужные для решения задачи;
Записать в математическом виде соотношения, выражающие физический смысл дополнительных условий, конкретизирующих указанные в задаче явления;
Решить полученную систему уравнений в общем виде относительно искомых величин;
Произвести проверку размерности;
Вычислить значение искомых величин с учетом правки приближенных к вычислению.
Задача 1
В закрытом теплонепроницаемом сосуде находится озон () при температуре = 840 К. Через некоторое время озон полностью превращается в кислород (). Определить во сколько раз возрастет при этом давление в сосуде, если на образование одной грамм-молекулы озона из кислорода нужно затратить q = 34000 кал. Теплоемкость одной грамм-молекулы кислорода при постоянном объеме считать равной
= 5 .
Дано:
= 840 К.
q = 34000 кал.
= 5
() = 48
() = 32 Решение:
Найти:
= =
= ()
= = 8,5 + 1,5 = 10.
Ответ: в 10 раз.
Задача 2
Открытый сосуд содержит воздух при температуре Т1 = 300 К. какая часть массы воздуха останется в нем при нагревании до температуры Т2 = 723 К? тепловым расширение сосуда пренебречь.
Дано:
Т1 = 300 К.
Т2 = 723 К.
Решение:
Найти: = ?
1) PV = PV =
2)
3)
Ответ: 0, 415
Задача 3
Найти плотность азота при температуре Т = 300 К и давлении 0,1 МПа. Молярная масса азота М=0,028 .
Дано:
Т = 300 К.
Р = 0,1 Мпа.
М = 0,028 .
R = 8,31
Решение:
Найти: = ?
1)
2)
3)
Ответ: 1,12
Задача 4
Сосуд объема V = 100 литров разделен на 2-е равные части полупроницаемой перегородкой. В одной части сосуда находится m1 = 2 г. водорода, во второй – 2 = 1 моль азота. Найти давление, установившееся по обе стороны перегородки, если она может пропускать только водород. Температура в обеих половинах сосуда одна и та же: Т = 400 К. – и постоянна. Молярная масса водорода М1 = 0,002 .
Дано:
V = 100 л.
m1 = 2 гр.
2 = 1 моль.
Т = 400 К.
М1 = 0,002.
R = 8,31 . Решение:
Найти: P
1) P1V=
2)
3)
Ответ: 0,010 Па
Задача 5
Ц
илиндр длины L=85 см. разделен на две части подвижным поршнем. Одна часть цилиндра заполнена кислородом , а другая – водородом. При каком положении поршня давление в обеих частях цилиндра будут одинаковы? Температуры и массы газов в обеих частях цилиндра одинаковы. Молярные массы кислорода и водорода М1= и М2 = 0,002.
Дано:
L=85 см.
М1=0,032
М2=0,002
Т1=Т2
m1=m2
Найти: l
Ответ: l = 5 см
Задача 6.
Два сосуда, содержащие один и тот же газ, соединены трубкой с краном. Объемы сосудов равны V1 и V2, а давления в них P1 и P2. Каким будет давление газа после открытия крана соединительной трубки? (температура газа постоянная)
Дано:
V1, V2
P1, P2
Найти: Р.
Ответ:
Р=
Задача 7.
В вертикально расположенном цилиндре сечения S под поршнем массы m находится воздух при температуре T1. Когда на поршень положили груз массы М, расстояние его от дна цилиндра уменьшилось в n раз. Насколько повысилась температура воздуха в цилиндре? Атмосферное давление равно Р0.
Дано:
1)S, m,Т1
2)М, n
Р0-атмосфер дав.
Найти:Т2-Т1
1)
2)Т2-Т1=Т1
Ответ: Т1
Задача 8.
Цилиндрический сосуд, расположенный горизонтально, заполнен газом при температуре T = 300 К. и давлении Р = 0,1 Мпа и разделен на 2-е равные части подвижной перегородкой. Каково будет давление Р’, если в одной части газ нагреть до температуры T’ = 330 К., а в другой температуру газа оставить без изменения?
Дано:
Т = 300 К.
Р = 0,1 МПа.
Т’ = 330 К.
Т1 = const.
Найти: Р.
Решение:
1)
2)
3)
4) КПа
Ответ: Р’=105 КПа.
Задача 9.
Баллон объемом V1 = 40 л содержит сжатый воздух при давлении P1 = 15 МПа. и температуре T1 = 300 К. какой объем воды можно вытеснить из цистерны подводной лодки воздухом этого баллона, если лодка находится на глубине h = 20 м, где температура T2 = 280 К.? Плотность воды = 103 . Атмосферное давление P0 = 0,1 МПа.
Дано:
V1 = 40 л
Р1 = 15 МПа.
Т1 = 300 К.
h = 20 м
Т2 = 280 К.
= 103
Р0 = 0,1 МПа.
Найти: V.
Решение:
1)Р2=Р0+gh
V2=V+V1
2)
Или
3)V=
4)V=м3
Ответ: V=28м3
Задача 10.
В сосуде с подвижным поршнем находится газ при давлении Р1=1,0Па и температуре Т1=27 К. Каким станет давление газа , если его объем уменьшить вдвое, а температуру повысить до 600 К.?
Дано:
Р1 = 1,0*105 Па.
Т1 = 27 К.
Т2 = 600 К.
V2 =
Найти: Р2.
Решение:
1)
2)
3) Па.
Ответ: Р2 = 4,4 * 106 Па.
Задача 11.
Внутри закрытого с обеих сторон цилиндра имеется подвижный поршень. С одной стороны поршня в цилиндре находится m граммов некоторого газа, с другой стороны 2m граммов этого же газа. Какую часть объема цилиндра будет занимать 2m граммов газа при равновесии поршня?
Дано:
m 2m
P1, V1, T1 P2, V2, T2
Найти:
Решение:
Ответ: = объема цилиндра.
Задача 12
В закрытом цилиндрическом сосуде постоянного сечения находится газ при н.у. сосуд размещен горизонтально и разделен подвижным поршнем в отношении 1 к 2. В каком отношении поршень будет делить объем сосуда, если меньшую его часть нагреть до = 300 К., а большую охладить до = 150 К.?
Дано:
= 300 K.
= 150 K.
н.у.
V1 = 2V0
Найти: .
Решение:
1)
2)
3)
Ответ: .
Задача 13.
До какого давления накачан футбольный мяч, объемом V = 3 л за n = 40 качаний поршневого насоса? При каждом качании насос захватывает из атмосферы объем воздуха Vвоз. = 150 см3. Атмосферное давление P0 = 0,1 МПа.
Дано:
V = 3 л
n = 40
Vвоз. = 150*10-2 м3
Р0 = 0,1*106 Па.
Найти: Рn.
Решение:
1); Vвоз.
2)V; P
3)
4)= Па = =0,2 МПа.
Ответ: Pn = 0,2 МПа.
Задача 14.
Какое количество кислорода вдыхает при каждом вдохе альпинист, находящийся на высоте, где давление воздуха = 0,505*105 ? Известно, что человек на поверхности земли, где давление 1,01*105 , вдыхает за 1 раз 1 гр. кислорода. Изменение температуры воздуха с увеличением высоты пренебречь.
Дано:
m1 = 1 гр.
Р2 = 0,505*105.
Р1 = 1,01*105.
Найти: m2.
Решение:
1)
2)
3)
4) гр
Ответ: m2 = 0,5 гр.
Задача 15
Сосуд разделен перегородками на три части , объемы которых равны V1, V2, V3 и в которых находятся газы при давлении Р1 , Р2 , Р3 соответственно. Какое давление установится в сосуде после удаления перегородок, если температура при этом осталась неизменной ?
Д
ано:
V1, V2, V3
Р1, Р2, Р3
Найти: Р
Решение:
1)
2)
Ответ:
Р =
Задача 16.
Объем пузырька воздуха по мере всплытия его со дна озера на поверхность увеличивается в 3 раза. Какова глубина озера?
Дано:
V2 = 3V1
P0 = 1,01*105 Па.
= 1,293 .
Найти: h.
Решение:
1)
2)
3)
4)
5) м
Ответ: h = 15,6 м
Задача 17.
Два баллона соединены трубкой с краном, в первом находится газ при давлении P = 105 Па., во втором при P1 = 0,6*105 Па. Емкость первого баллона V1 = 1 л, второго V2 = 3 л. какое давление установится в баллонах, если открыть кран? Температура постоянная. Объемом трубки можно пренебречь.
Дано:
P = 105 Па.
Р1 = 0,6*105 Па.
V1 = 1 л
V2 = 3 л
Т = const.
Найти: Р.
Решение:
1)
2)
3)
4)
5) Па.
Ответ: Р = 0,4*105
Задача 18
В камере автомобильного колеса вместимостью 0,5 м3 давление воздуха равно 3*105 Па. Определить объем воздуха при нормальном давлении, той же температуре.
Дано:
V1 = 0,5 м3
Р1 = 3*105 Па.
Т1 = Т2 = const.
P2 = 0,1*106 Па.
Найти: V2.
Решение:
1)
2)
3) м3
Ответ: V2 = 1,5 м3.
Задача 19
Сколько ртути войдет в стеклянный баллончик объемом 5 см3, нагретый до Т1 =673 К , при его остывании до Т2 =289 К , если плотность ртути при Т =289 К равна =13,6 ?
Дано:
V1=5 см3
Т1=673 К.
Т2=289 К.
Т =289 К.
Найти: m
Решение:
1)
2)
3)
4)
5)
6)m= гр
Ответ: m = 39 гр.
Задача 20
Объем некоторой массы идеального газа при нагревании на 1 К. при постоянном давлении увеличился на своего первоначального значения. При какой температуре находился газ в начале?
Дано:
Т1 = 1 К.
=
Р = const.
Найти: T.
Решение:
1)
2)
3)
4) К.
К.
Ответ: Т=335 К.
Задача 21
В запаянной цилиндрической трубке, расположенной горизонтально, находится воздух при н.у. Трубка разделена подвижным поршнем на 2 части, отношение объемом которых . До какой температуры следует нагреть меньшую часть трубки и до какой температуры охладить большую часть трубки, чтобы поршень делил трубку на 2 равные части? Нагревание и охлаждение обеих частей производится при
Дано:
, V
T0 = 27 K.
Найти: T1, T2.
Решение:
1)
2)
3)
4) K. = 410 K.
К. = 205 К.
Ответ Т1 = 410 К., Т2 = 205 К.
Задача 22.
В цилиндре под поршнем изобарически охлаждают 10 л газа от 323 до 273 К. каков объем охлажденного газа?
Дано:
V1 = 10 л
Т1 = 323 К.
Т2 = 273 К.
Найти: V2.
Решение:
1)
2) л
Ответ: V2 = 8,5 л.
Задача 23
Газ занимает объем 2 м3 при температуре 273 0С. Каков будет его объем при температуре 546 0С и прежнем давлении?
Дано:
V1 = 2 м3
t = 273 0C
T1 = 546 K.
t = 546 0C
T2 = 819 K.
P = const.
Найти: V2.
Решение:
1)
2)
3) м3
Ответ: V2 = 3 м3.
Задача 24.
Газ занимал объем 12,32 л. Его охладили при постоянном давлении на 45 К., его объем стал равен 10,52 л. Какова была первоначальная температура газа?
Дано:
V1 = 12,32*10-3 м3
Т = 45 К.
V2 = 10,52*10-3 м3
Р = const.
Найти: Т1.
Решение:
1)
2)
3)
4)
5) K.
Ответ: Т1 = 308 К.
Задача 25
В баллоне находится газ при атмосферном давлении Р0. Открытый баллон нагрели, закрыли краном и охладили до 10 0С. Давление при этом упало до 0,7 Р0. До какой температуры нагревали газ?
Дано:
Р0
ТМ1 = 283 К.
Р1 = 0,7 Р0
Найти: Т.
Решение:
1)
2) К. = 131 0С
Ответ: Т = 131 0С.
Задача 26.
В сосуде находится воздух при нормальных условиях (Р0, Т0). Сосуд закрыт клапаном, площадь которого S = 100 см2, а вес Q = 13,5 Н. До какой температуры надо нагреть воздух в сосуде, чтобы он открыл клапан? Расширение сосуда при нагревании не учитывать.
Д
ано:
Р0, Т0.
S = 100 см2
Q = 13,5 H.
Найти: Т1.
Решение:
1)
2)
3)
4) К
Т1 = 648,7 К. = 375,7 0С
Ответ: Т1 = 375,7 0С.
Задача 27
Сосуд с небольшим отверстием находится при температуре t0 = 76 0С, атмосферное давление Ра = 9,975*104 . В сосуд налито немного воды, давление насыщенного пара который при этой температуре составляет Р1 = 4*104 . Затем сосуд закрыли и погрузили в жидкий воздух, кипящий при Т = 80 К. какое давление будет в сосуде? Давление насыщенного пара при Т = 80 К. не учитывать.
Дано:
Т0 = 349 К.
Ра = 9,975*104
Р1 = 4*104
Т = 80 К.
Найти: Р.
Решение:
1).
2)
3)
Ответ: Р = 1,37 * 104.
Задача 28
Теплоизолированный сосуд разделен теплопроводящей перегородкой на 2 камеры, объемы которых соответственно равны V1 и V2. Камеры заполняют одинаковым газом, начальные температуры и давления которого в первой камере Т1 и Р1, а во второй Т2 и Р2. Определить давление в камерах после того, как процесс теплообмена закончится. Теплоемкость стенок сосуда и перегородки не учитывать.
Дано:
I II
V1 V2
T1 T2
P1 P2
Найти: P, .
Решение:
1)
2)
Ответ: , .
Задача 29
В баллоне находилось некоторое количество газа при атмосферном давлении Р0 = 105 Па. При открытом вентиле баллон был нагрет, после чего вентиль закрыли и газ остыл до начальной температуры t0 = 10 0С. при этом давление в баллоне упало до Р = 0,7*105 Па. Каково максимальное изменение температуры баллона?
Дано:
Р0 = 105 Па
Т0 = 283 К.
Р = 0,7*105 Па
Найти: Т-Т0.
Решение:
1)
2)
3) К.
Ответ: Т-Т0 = 121,7 К.
Задача 30.
При изготовлении электроламп их наполняют инертным газом при температуре T1 = 423 K. Под каким давлением должны наполняться лампы, чтобы при температуре Т2 = 573 К., которая устанавливается в лампе при горении, давление не превышало Р0 = 0,1 МПа?
Дано:
T1 = 423 K.
Т2 = 573 К.
Р0 = 0,1 МПа
Найти Р.
Решение:
1)
2)
3) Па = 74 кПа.
Ответ: Р = 4 кПа.
Литература
Б.Ю. Коган “Задачи по физике”
В.А. Балаш “Задачи по физике и методы их решения”
С.М. Козел “Сборник задач по физике”
Н.И. Гольдфарб “Сборник вопросов и задач по физике”
С.У. Гончаренко “Конкурсные задачи по физике”
В.Г. Зубов, В.П. Шальнов “Задачи по физике”
Б.Б. Буховцев, В.Д. Кривченков, Г.Я. Мякишев, В.П. Шальнов “Сборник задач по элементарной физике”
Г.А. Бендриков, В.В. Керженцев, Б.Б. Буховцев, Г.Я. Мякишев “Задачи по физике для поступающих в ВУЗы”
А.П. Рымкевич, П.А. Рымкевич “Сборник задач по физике”
Источник
Задача по физике – 5277
Тепловоз «Карно» ездит из пункта А в пункт В по маршруту длиной $L = 20 км$. Двигатель тепловоза работает по циклу Карно, нагревая воду от температуры атмосферы
до $100^{ circ} C$. Обычно тепловоз выезжал из А ночью, когда температура воздуха была равна $T_{н} = 5^{ circ} С$, и в туже ночь возвращался; запас топлива в тепловозе рассчитан строго для поездки ночью до пункта В и обратно. Однажды чиновники задержали тепловоз в пункте В, так что обратно он выехал днём, когда температура воздуха составляла $T_{д} = 25^{ circ} С$. На сколько «Карно» не доедет до пункта А из-за нехватки топлива? Считать силу трения и силу сопротивления воздуха постоянными, тепловые потери при нагревании воды составляют долю $eta$ от энергии сгорающего топлива.
Подробнее
Задача по физике – 5278
К резиновому воздушному шару, содержащему массу $m$ гелия, привязана очень длинная верёвка, масса единицы длины верёвки $lambda$. При атмосферном давлении $p_{0}$ шар зависает над полом на высоте $H$ (см. рис.). На какой высоте окажется шар, если атмосферное давление увеличится и станет равным $p_{1}$? Считать, что давление газа в шаре всегда на $Delta p$ больше, чем давление окружающего воздуха в данный момент. Молярные массы воздуха и гелия равны $M_{в}$ и $M_{г}$ соответственно.
Подробнее
Задача по физике – 5279
Сосуд разделён на две половины герметичной перегородкой. В левой половине находится в равновесии смесь гелия и ксенона (см. рис. ); масса содержащегося гелия $m_{1}$, масса ксенона $m_{2}$. В правой половине сосуда первоначально—вакуум. В перегородке на короткое время открыли небольшое отверстие. Найти отношение концентраций гелия и ксенона в правой части сосуда после того, как отверстие закрыли. Молярные массы гелия и ксенона равны $M_{1}$ и $M_{2}$ соответственно.
Подробнее
Задача по физике – 5280
Груз поднимают при помощи невесомого поршня, скользящего без трения в вертикальном теплоизолированном цилиндре. Под поршнем находится идеальный одноатомный газ, медленно нагреваемый при помощи электронагревателя с КПД $eta = 1/2$. Определить КПД подъёмного устройства, если атмосферное давление отсутствует.
Подробнее
Задача по физике – 5281
Правый конец металлического стержня длиной 1 м погружен в ацетон, левый погружают в кипящую воду. На стержне, на расстоянии 47 см от его левого конца, лежит маленький кристалл нафталина. Сколько ацетона выкипит, пока расплавится весь нафталин? Считайте, что вся теплопередача происходит только через стержень, а поток тепловой энергии через тонкий слой прямо пропорционален разности температур на торцах слоя. Количество кипящей воды в сосуде очень велико, кипение поддерживается. Температура кипения ацетона и температура плавления нафталина заданы.
Подробнее
Задача по физике – 5282
Теплоизолированный сосуд разделён на две части теплоизолирующим поршнем (см. рис.). С одной стороны от поршня, занимая объём $V_{1}$, находится масса $m_{1}$ водорода, с другой стороны, в объёме $V_{2}$, — масса $m_{2}$ гелия. Газы в сосуде нагревают, подключая к источнику постоянного напряжения два последовательно соединённых нагревательных элемента. Первый из этих элементов нагревает водород; известна зависимость его электрического сопротивления от температуры $R_{1}(T)$. Второй элемент находится в отделении с гелием. При включении нагревательных элементов поршень не сдвинулся. Какова зависимость сопротивления второго элемента от температуры?
Подробнее
Задача по физике – 5283
Горизонтально расположенный теплоизолированный сосуд разделён на $N$ частей $V_{1}, V_{2}, cdots V_{N}$ закреплёнными поршнями, между которыми находятся различные массы идеального одноатомного газа при различных начальных температурах и давлениях $P_{1}, P_{2}, cdots, P_{N}$. Определить давление в секции сосуда с номером i после того, как поршни получили возможность свободно перемещаться, а в сосуде установилось термодинамическое равновесие. Теплоёмкостью поршней пренебречь.
Подробнее
Задача по физике – 5284
Горизонтально расположенный теплоизолирующий цилиндр разделён перегородкой на два равных объёма $V$,в которых находится по одинаковому числу молей $nu$ идеального одноатомного газа при температурах $T_{1}$ и $T_{2}$ ($T_{1} > T_{2}$). Около небольшого отверстия в перегородке со стороны более нагретого газа расположен небольшой пропеллер, приводимый в движение струёй перетекающего через отверстие газа (см. рис.). Приводимый им в движение генератор подключён к расположенному в том же объёме нагревателю. До того, как отверстие было открыто, температура помещённых внутрь сосуда приборов равнялась температуре окружающего газа. Определить давление, которое установится в системе после достижения равновесия, если суммарная теплоёмкость устройств внутри цилиндра равна $C$.
Подробнее
Задача по физике – 5285
На нерастяжимой нити длиной $2L$ закреплены на расстоянии $L/2$ друг от друга два маленьких шарика с зарядами $+q$ и $-2q$. Концы нити связали, образовавшееся кольцо натянули на два тонких цилиндра, расположенных на расстоянии $L$ друг от друга. Радиусы цилиндров очень малы, так что обе половины нити лежат практически на одной прямой (см. рис.). Систему поместили в однородное электрическое поле $E$. Первоначально нить вместе с шариками имела небольшую скорость, так что она скользила по цилиндрам. Затем, из-за небольшого трения о воздух, система остановилась. Где могут расположиться шарики? Силой тяжести и трением нити о цилиндры пренебречь.
Подробнее
Задача по физике – 5338
Медный кубик со стороной $a$, нагретый до температуры $t > 0^{ circ} C$, был помещён в лёгкий, тонкий, плотно прилегающий к стенкам теплоизолирующий колпачок так, что открытой осталась только одна грань (см. рис.). Кубик положили открытой гранью вниз на ледяной куб массы $M$, плавающий в воде при температуре $0^{ circ} C$. Кубик начал проплавлять во льду углубление квадратного сечения, всё глубже погружаясь в него. После установления в системе теплового равновесия измерили глубину, на которую погрузился в воду ледяной куб. Построить график зависимости этой глубины от первоначальной температуры меди. Известны плотности воды, льда и меди, а также удельная теплоёмкость меди и удельная теплота плавления льда. Считать, что вода, образующаяся при плавлении льда, имеет температуру $0^{ circ} C$ и та её часть, которая вытекает из углубления, сразу удаляется —стекает с поверхности ледяного куба.
Подробнее
Задача по физике – 5339
Два литра воды нагревают на плитке мощностью 500 Вт. Часть тепла теряется в окружающую среду. Зависимость мощности тепловых потерь от времени приведена на рис. Начальная температура воды равна $20^{ circ} C$. За какое время вода нагреется до $30^{ circ} C$? Удельная теплоёмкость воды $c$ известна.
Подробнее
Задача по физике – 5340
Имеются три цилиндрических сосуда, отличающиеся только по высоте. ?мкости сосудов равны 1 л, 2 л и 4 л. Все сосуды заполнены водой до краёв. Воду в сосудах греют с помощью кипятильника. Из-за потерь тепла в атмосферу мощности кипятильника не хватает для того, чтобы вскипятить воду. В первом сосуде воду можно нагреть до $t_{1} = 80^{ circ} C$, во втором — до $t_{2} = 60^{ circ} C$. До какой температуры можно нагреть воду в третьем сосуде, если комнатная температура $t = 20^{ circ} C$? Считайте, что теплоотдача в атмосферу с единицы площади поверхности пропорциональна разности температур воды и окружающей среды. Вода в сосуде прогревается равномерно.
Подробнее
Задача по физике – 5341
В лаборатории провели исследование 1 г новой жидкости X. На рис. дан график зависимости объёма синтезированной жидкости от температуры. Оказалось, что теплоёмкость полученного количества жидкости равна $c = 3 Дж/^{ circ} C$ и не зависит от температуры, что температура кипения — $T_{К} = 80^{ circ} C$, а теплота парообразования — $Q_{П} = 240 Дж$. Также выяснилось, что жидкость не смешивается с водой. В воду объёмом $V_{В} = 5 мл$ при температуре $T_{В} = 9^{ circ} C$ налили $V_{Х} = 1 мл$ жидкости X при некоторой температуре $T_{X}$. Найти минимальную $T_{X}$, при которой вся добавленная в воду жидкость выкипит. Удельная теплоёмкость воды известна.
Подробнее
Задача по физике – 5342
На сильном морозе лыжники дышат через специальную «грелку», внутри пластмассового корпуса которой находится система проволочных решёток. Решётки нагреваются воздухом, который лыжник выдыхает, и нагревают вдыхаемый воздух. При температуре на улице $T_{0} = – 20^{ circ} C$ температура грелки, которую использовал лыжник, была равна $T_{1} = – 6^{ circ} C$. Во время разминки лыжник стал дышать вдвое чаще. До какой температуры $T_{2}$ нагрелась грелка?
Примечание. Температура воздуха, выдыхаемая лыжником, равна $T_{Л} = 36^{ circ} C$. Считать, что температура воздуха, проходящего через грелку, успевает сравняться с её температурой. Мощность теплоотдачи от грелки в окружающую среду (через боковую поверхность) пропорциональна разности температур грелки и окружающей среды. Теплоёмкость грелки достаточно большая, так что за время вдоха/выдоха её температура практически не меняется.
Подробнее
Задача по физике – 5343
Система, изображённая на рисунке, состоит из неподвижного блока A, через который перекинута верёвка, соединяющая кусок льда В при температуре $0^{ circ} C$ и невесомый блок C. Через блок C также перекинута верёвка, на одном конце которой висит груз массой $m = 10 г$, а другой конец которой соединён с полом через пружину жёсткостью $k = 100 Н/м$. Вначале кусок льда погружен наполовину в воду при температуре $t_{к} = 20^{ circ} C$, находящуюся в стакане. Объём воды в стакане $V = 200 мл$. В процессе таяния льда система приходит в движение, и лёд поднимается из воды. Какая температура будет у воды, когда лёд полностью выйдет из неё? Считать, что теплообмен происходит только между льдом и водой в стакане. Плотности воды и льда, удельные теплоёмкость воды и теплота плавления льда, а также ускорение свободного падения известны.
Подробнее
Источник