В кварцевый сосуд объемом

>>> Перейти на мобильный размер сайта >>>

Учебник для 10 класса

ФИЗИКА

Задача 1

Диаметр стеклянной пробки, застрявшей в горлышке флакона, d0 — 2,5 см. Чтобы вынуть пробку, горлышко нагрели до температуры t1 = 150 °С. Сама пробка успела при этом нагреться до температуры t2 = 50 °С. Как велик образовавшийся зазор? Температурный коэффициент линейного расширения стекла α1 = 9 • 10-6 К-1.

Решение. Обозначим начальную температуру стеклянного флакона и застрявшей в нем пробки через t0. Тогда после нагревания диаметр горлышка флакона будет

а диаметр пробки

Образовавшийся зазор между пробкой и горлышком составит

Подставляя числовые значения величин, найдем

Задача 2

Объем некоторой массы спирта при нагревании увеличился на ΔV = 5,5 см3. Начальная плотность спирта р0 = 800 кг/м3, температурный коэффициент объемного расширения спирта α = 1,1 • 10-3 К-1. Удельная теплоемкость спирта с = 2,4 • 103 Дж/(кг • К). Какое количество теплоты сообщено спирту?

Решение. Первоначальный объем спирта V0. После нагревания он стал равен V = V0(1 + αΔt). Изменение объема спирта

Количество теплоты, сообщенное спирту при нагревании,

где m = ρ0V0 — масса спирта.

Разделив почленно выражения (9.5.1) и (9.5.2), получим

отсюда

Задача 3

Как велика сила F, которую нужно приложить к медной проволоке с площадью поперечного сечения S = 10 мм2, чтобы растянуть ее на столько же, на сколько она удлиняется при нагревании на Δt = 20 К? Коэффициент линейного расширения меди α1 = 1,7 • 10-5 К-1, модуль Юнга Е = 1,2 • 1011 Па.

Решение. Согласно закону Гука σ = Еε или , где Fy — сила упругости, возникающая в проволоке при ее относительном удлинении ε = , а Е — модуль упругости (модуль Юнга) меди. Приложенная к проволоке сила равна по модулю силе упругости, поэтому

Отсюда

Согласно условию задачи проволока должна получить такое же удлинение при нагревании на Δt:

Подставив в уравнение (9.5.3) выражение (9.5.4) для Δl, получим выражение для силы:

Задача 4

Определите длины l0′ и l0″ железной и медной линеек при температуре t0 = 0 °С, если разности их длин при температурах t1 = 50 °С и t2 = 450 °С одинаковы по модулю и равны l = 2 см. Коэффициенты линейного расширения железа и меди соответственно равны α1′ = 1,2 • 10-5 К-1 и α1″ = 1,7 • 10-5 К-1.

Решение. Разность длин линеек при температуре t1 равна

При температуре t2 эта разность равна

Знак плюс соответствует случаю, когда разность длин линеек остается неизменной (рис. 9.11, а). Знаку минус соответствует случай, когда при температурах t1 и t2 разности длин линеек одинаковы по модулю, но противоположны по знаку (рис. 9.11, б).

В кварцевый сосуд объемом

Рис. 9.11

В первом случае система уравнений приводит к следующим результатам:

В кварцевый сосуд объемом

Во втором случае результаты получаются такими:

В обоих случаях при t0 = 0 °С длина железной линейки должна быть больше медной.

Задача 5

При температуре t0 = 0 °С стеклянный баллон вмещает m0 = 100 г ртути. При температуре t1 = 20 °С баллон вмещает m1 = 99,7 г ртути. В обоих случаях температура ртути равна температуре баллона. Найдите по этим данным температурный коэффициент линейного расширения стекла α1, учитывая, что коэффициент объемного расширения ртути α = 1,8 • 10-4 К-1.

Решение. Если вместимость баллона при 0 °С обозначить через V0, то при температуре t1 она будет равна

Обозначим через ρ0 и ρ1 плотности ртути при температурах t0 и t1. Тогда массы ртути при начальной и конечной температурах будут равны m0 = ρ0V0 и m1 = ρ1V1, причем согласно формуле (9.3.7)

Отсюда

Из выражения (9.5.5) находим

Подставляя в уравнение (9.5.6) значения V0 и V1, окончательно получим

Упражнение 8

Как должны относиться длины l1 и l2 двух стержней, сделанных из разных материалов, с температурными коэффициентами линейного расширения α1′ и α1″, чтобы при любой температуре разность длин стержней оставалась одинаковой?
Стальная балка наглухо закреплена между двумя стенами при температуре t0 — 0 °С. При повышении температуры до t1 = 10 °С она производит на стены давление р1 = 3 • 107Па. Какое давление р2 будет оказывать на стены балка при температуре t2 = 25 °С?
Из металлического диска вырезан сектор (рис. 9.12). Что произойдет с углом φ при нагревании диска?
Рис. 9.12
Медный лист размером 60 х 50 см при 20 °С нагревается до 600 °С. Как изменится его площадь? Температурный коэффициент линейного расширения меди α1 = 1,7 • 10-5 К-1.
Какое количество теплоты надо израсходовать, чтобы стальной рельс длиной 10 м и площадью поперечного сечения 20 см2 удлинился на 6 мм? Плотность стали ρ = 7,8 • 103кг/м3. Температурный коэффициент линейного расширения 1,2 • 10-5 К-1. Удельная теплоемкость стали с = 460 Дж/(кг • К).

Латунный сосуд при нагревании увеличился в объеме на n = 0,6% . На сколько градусов был нагрет сосуд, если температурный коэффициент линейного расширения латуни α1 = 2 • 10-5 К-1?
Сообщающиеся сосуды заполнены жидкостью, имеющей температуру t1. При нагревании жидкости в одном из сосудов до температуры t2 уровень жидкости в этом сосуде установился на высоте h1, а в другом сосуде — на высоте h2. Найдите температурный коэффициент объемного расширения жидкости α.
Определите объем шарика ртутного термометра, если известно, что при температуре t0 = 0 °С ртуть заполняет шарик целиком, а объем канала между делениями, соответствующими 0 °С и 100 °С, равен V = 3 мм3. Температурный коэффициент объемного расширения ртути α = 1,8 • 10-4 К-1, температурный коэффициент линейного расширения стекла α1 = 8 • 10-6 К-1.
В кварцевый сосуд объемом V = 2,5 л помещен латунный цилиндр, масса которого m = 8,5 кг. Остальная часть сосуда заполнена водой. При нагревании сосуда вместе с содержимым на Δt = 3 К уровень воды в сосуде не изменился. Найдите температурный коэффициент объемного расширения воды. Температурный коэффициент линейного расширения кварца α1 = 4,2 • 10-7 К-1, латуни α2 = 2 • 10-5 К-1. Плотность латуни ρ = 8,5 • 103 кг/м3.

Источник

Вопросы по другим предметам:

Категория

Українська мова, 17.04.2020 18:51

Категория

История, 17.04.2020 18:51

Категория

Английский язык, 17.04.2020 18:51

Категория

Математика, 17.04.2020 18:52

Категория

Другие предметы, 17.04.2020 18:51

Категория

Геометрия, 17.04.2020 18:52

Категория

Биология, 17.04.2020 18:52

Источник

В1. Как должны относиться длины l1 и l2 двух стержней из материалов с различными коэффициентами линейного расширения b1 и b2, чтобы при любой температуре разность длин стержней оставалась постоянной?

В2.Два одинаковых стальных моста должны быть построены один на севере, другой – на юге. Каковы должны быть при 0 °С зазоры, компенсирующие удлинение моста при изменении температуры, если на юге возможны колебания от –10 до +50 °С, а на севере от –50 до +20 °С? При 0 °С длина моста L0= 100 м, коэффициент линейного расширения стали b = 1×10–5 1/°C.

В3. При температуре 0 °С железный стержень имеет длину 20 см,а алюминиевый – на 10 см меньше. Какой будет разность длин этих стержней при температуре t °С? Коэффициент линейного расширения железа равен 12×10–6 1/°C,а алюминия – 24×10–6 1/°C.

В4. В центре стального диска имеется отверстие диаметром 4,99 мм(при 0 °С). До какой температуры следует нагреть диск, чтобы в отверстие начал проходить шарик диаметром 5,00 мм? Линейный коэффициент теплового расширения стали a = 1,1×10–5 1/°C.

В5. Какую силу F надо приложить к стальному стержню сечением S = = 1,0 см2, чтобы растянуть его на столько же, насколько он удлиняется при нагревании на Dt = 1,0 °С? Коэффициент линейного расширения a = 12×10–6 1/°C. Модуль Юнга Е = 2,1×1011 Па.

В6. При температуре t0 = 0 °С длины алюминиевого и железного стержней la0 = 50,00 см и lж0 = 50,05 см. Сечения стержней одинаковы. При какой температуре t1 длины стержней и при какой температуре t2 их объемы будут одинаковы? Коэффициенты линейного расширения алюминия и железа: aа = 2,4×10–5 1/°C, aж = 1,2×10–5 1/°C.

В7. Масса спирта, взятого при 0 °С в объеме 500 см3, равна 400 г. Определить плотность спирта при 15 °С.

В8. Латунный сосуд при нагревании увеличился в объеме на п = 0,6 %. Найти увеличение температуры Dt сосуда, если коэффициент линейного расширения латуни a = 2×10–5 1/°C.

В9. В кварцевый литровый сосуд диаметра d = 6 см до половины налили воду, а затем положили шар из эбонита, имеющий объем V = 100 см3. На какую высоту Dh поднимется уровень воды при изменении температуры от t1 = 10 °С до t2= 70 °C? Коэффициент объемного расширения воды a = 3×10–4 1/°C, коэффициент линейного расширения эбонита b = 8×10–5 1/°C. Тепловым расширением кварца пренебречь.

В10. Пузырьковый уровень представляет собой слегка изогнутую трубку, заполненную жидкостью так, что остается очень маленькое пространство – пузырек, в котором находятся пары жидкости. Когда пузырек больше: летом или зимой?

В11.Нефть содержится в железной цилиндрической цистерне, высота которой 6 м, а диаметр основания 5 м. При температуре 0 °С нефть не доходит до краев цистерны на 20 см. При какой температуре нефть начнет переливаться через край цистерны? Учесть тепловое расширение цистерны.

B12. Железный бак вмещает 50 л керосина при 0 °С. Сколько керосина выльется из бака, если его внести в комнату с температурой 20 °С?

В13. В цилиндрический открытый сосуд налита неиспаряющаяся жидкость. При температуре t0 = 0 °С давление на дно сосуда равно р0. Найти давление на дно сосуда при температуре t, если температурный коэффициент линейного расширения материала сосуда равен a. Уровень жидкости остается все время ниже края сосуда.

В14. Коэффициенты объемного расширения воды для трех интервалов температур:

a1 = –3,3×10–5 1/°C (0 £ t1 £ 4 °С);

a2 = 4,8×10–5 1/°C (4 £ t2 £ 10 °С);

a3 = 1,5×10–4 1/°C (10 £ t3 £ 20 °С).

Найти объем воды V при температуре t = 15 °С, если при температуре t‘ = 1 °C объем V’ =1,000×103 см3.

В15. Какова температура воды в водоемах под слоем льда?

Задачи трудные

С1. Если нагретую медную лопатку положить на брусок свинца треугольного сечения (рис. 1.9), то можно явственно услышать звук. Объясните природу возникновения этого звука.

С2. Стержень длиной l1 сделан из материала с коэффициентjм линейного расширения a1, а стержень длиной l2– изматериала с коэффициентом линейного расширения a2. Стержни спаяли, и получился стержень длиной l1 + l2. Каков его коэффициент линейного расширения?

С3. Стальная и бронзовая пластинки толщиной 0,2 мм каждая склепаны на концах так, что при температуре 20 °С образуют плоскую биметаллическую пластинку. Каков будет радиус изгиба этой биметаллической пластинки при температуре 120 °С? Коэффициент линейного расширения стали a1 = 1×10–5 1/°C, бронзы a2 = 2×10–5 1/°C.

С4.Центральный стержень С и внешняя оболочка А эталона длины (рис. 1.10) имеют температурный коэффициент линейного расширения a1. Их длины при 20 °С одинаковы и равны l. Температурный коэффициент линейного расширения внутренней трубы В равен a2. Какой должна быть длина L внутренней трубы В при 20 °С, чтобы тепловое расширение не меняло полной длины эталона ED?

С5. Разность длин алюминиевого и медного стержней при любой температуре составляет 15 см. Какую длину при 0 °С будут иметь эти стержни?

С6. Между двумя стенками помещен стержень постоянного сечения S, состоящий из двух частей одинаковой длины l/2, имеющих коэффициент теплового расширения a1 и a2и модули Юнга Е1 и Е2 соответственно. При температуре Т1 торцы стержня лишь касаются стенок. С какой силой стержень будет давить на стенки, и насколько сместится место стыка частей стержня, если стержень нагреть до температуры Т2? Деформацией стенок пренебречь.

С7.Бронзовый стержень был охлажден в жидком азоте до температуры –201 °С. Охлажденный стержень плотно вставили в прямоугольное отверстие жесткой обоймы, имеющей температуру 20 °С так, что зазор между торцами стержня и соответствующими плоскостями отверстия обоймы можно считать равным нулю. Каким стало давление стержня на обойму после того, как он нагрелся до температуры 20 °С? Коэффициент линейного расширения бронзы a2 = 1,75×10–5 1/°C,модуль Юнга Е = 1,04×1011 Па.

С8. Латунное кольцо сечением 2×5 мми диаметром в несколько сантиметров было нагрето до температуры 300 °С и плотно надето на стальной цилиндр, имеющий температуру 18 °С. Какое усилие на разрыв испытывает кольцо после охлаждения до 18 °С? Коэффициент линейного расширения латуни a2 = 1,84×10–5 1/°C. Модуль Юнга Е = =6,47×1010 Па.

С9. В кварцевый сосуд объема V1 = 2,5 лпомещен латунный цилиндр массы т2 = 8,5кг. Остальная часть сосуда заполнена водой. При нагревании сосуда вместе с содержимым на Dt = 3 °С уровень воды в сосуде не изменился. Найти коэффициент объемного расширения воды b. Коэффициенты линейного расширения кварца и латуни: a1 = =0,42×10–6 1/°C и a2 = 0,2×10–4 1/°C. Плотность латуни r2 = 8,5×103 кг/м3.

С10.Найти объем шарика ртутного термометра, если известно, что при температуре t0= 0 °С ртуть заполняет только шарик, а между делениями 0 и 100 °С объем канала V = 3 мм3. Коэффициент объемного расширения ртути a2 = 1,8×10–4 1/°C, коэффициент линейного расширения стекла b = 8×10–6 1/°C.

С11. Цилиндрический алюминиевый сосуд с ртутью нагрели на 100 °С. На сколько процентов увеличилась высота столба ртути? Коэффициент линейного расширения алюминия равен 24×10–6 1/°C, а коэффициент объемного расширения ртути – 18 ×10–5 1/°C.

С12. Кусок меди погружен в воду. На сколько процентов изменится действующая на него выталкивающая сила, если нагреть его и воду на 40 °С?

Рис. 1.11

Коэффициент линейного расширения меди равен 17×10–6 1/°C, коэффициент объемного расширения воды считать равным 15×10–5 1/°C.
С13. Стальной шарик массой 100 г опущен на нити в керосин. Как изменится сила натяжения нити, если всю систему нагреть от 20 до 50 °С (рис. 1.11)?
С14. В два сосуда конической формы, расширяющихся кверху и книзу, и цилиндрический налита вода при температуре t = 100 °С. Как изменится давление на дно сосудов после охлаждения воды до комнатной температуры?

С15.B одном из двух сообщающихся сосудов, наполненных жидкостью при 10 °С до уровня Н0 = 10 см, температура жидкости поднялась на Dt = 6 °С. Какая возникнет при этом разность уровней, если объемный коэффициент расширения жидкости b = 0,0026 1/°C? Расширением сосуда можно пренебречь.

С16. Сообщающиеся сосуды заполнены жидкостью, имеющей температуру t1. При нагревании жидкости в одном из сосудов до температуры t2 уровень жидкости в этом сосуде установился на высоте Н, а в другом – на высоте h. Найти коэффициент объемного расширения жидкости.

С17. В колбу, плотно закрытую пробкой со вставленной в нее трубкой, до самой пробки налит керосин (рис. 1.12). Как изменится давление на дно колбы при нагревании керосина на Dt = 30 °С, если объем колбы V = 2 л, ее высота h = 20 см, сечение трубки S = 2 см2? Тепловым расширением пренебречь.
C18. В одном колене сообщающихся сосудов температура 10 °С, в другом 80 °С. Уровень керосина в одном колене

Рис. 1.12

280 мм, а другом – 300 мм. Найти коэффициент объемного расширения керосина.

Источник

1.
Как должны относиться длины l1и
l2двух
стержней, сделанных из разных материалов,
с температурными коэффициентами
линейного расширения
и
,
чтобы при любой температуре разность
длин стержней оставалась одинаковой?

2.
Стальная балка наглухо закреплена между
двумя стенами при температуре t=
0 °С. При повышении температуры до t1
= 10
°С она производит на стены давление р1=
= 3 · 107
Па. Какое давление р2будет
оказывать на стены балка при температуре
t2
= 25
°С?

3. Из металлического
диска вырезан сектор (рис. 9.12). Что
произойдет с углом φ при нагревании
диска?

В кварцевый сосуд объемом

Рис. 9.12

4.
Медный лист размером 60 × 50 см при 20 °С
нагревается до 600 °С. Как изменится его
площадь? Температурный коэффициент
линейного расширения меди α1
= 1,7 · 10-5
К-1.

5.
Какое количество теплоты надо
израсходовать, чтобы стальной рельс
длиной 10 м и площадью поперечного сечения
20 см2
удлинился на 6 мм? Плотность стали ρ
= 7,8 · 103
кг/м3.
Температурный коэффициент линейного
расширения 1,2 · 10-5
К-1.
Удельная теплоемкость стали с = 460 Дж/(кг
· К).

6.
Латунный сосуд при нагревании увеличился
в объеме на п
= 0,6%
. На сколько градусов был нагрет сосуд,
если температурный коэффициент линейного
расширения латуни α1
= 2 · 10-5
К-1

7.
Сообщающиеся сосуды заполнены жидкостью,
имеющей температуру t1.
При
нагревании жидкости в одном из сосудов
до температуры t2уровень
жидкости в этом сосуде установился на
высоте h1а
в другом сосуде — на высоте h2.
Найдите
температурный коэффициент объемного
расширения жидкости α.

8.
Определите объем шарика ртутного
термометра, если известно, что при
температуре t=
0 °С ртуть заполняет шарик целиком, а
объем канала между делениями,
соответствующими 0 °С и 100 °С, равен V
= 3
мм3.
Температурный коэффициент объемного
расширения ртути α
= 1,8 · 10-4
К-1,
температурный коэффициент линейного
расширения стекла α1
= 8 · 10-6
К-1.

9.
В кварцевый сосуд объемом V=
2,5 л помещен латунный цилиндр, масса
которого т
= 8,5
кг. Остальная часть сосуда заполнена
водой. При нагревании сосуда вместе с
содержимым на Δt
= 3
К уровень воды в сосуде не изменился.
Найдите температурный коэффициент
объемного расширения воды. Температурный
коэффициент линейного расширения кварца
α1
= 4,2 · 10-7
К-1,
латуни α2
= 2 · 10-5
К-1.
Плотность латуни ρ
= 8,5 · 103
кг/м3.

Ответы к упражнениям

Упражнение
1

1.
≈ 1,7 · 10-9
м.

2.
NO2.

4.
23; 2,3 · 10-2
кг/моль; 28; 2,8 · 10-2
кг/моль; 30; 3,0 · 10-2кг/моль;
160; 0,16 кг/моль.

5. 50 моль.

6. 1,8 кг.

7.
≈ 6,7 · 10-27
кг; ≈ 5 · 10-26
кг; ≈ 2,7 · 10-26
кг.

8.
Примерно 4 · 1018
молекул.

9.
2,0 · 1025.

10. Около 5000.

11.

12.
м2.

Упражнение
2

2. Нагретый термометр
соприкасается со сравнительно холодным
воздухом комнаты. Из-за большой разности
температур ртуть охлаждается достаточно
быстро и термометр удается стряхнуть
почти тотчас же.

Читайте также: Мрт головного с сосудами

В кварцевый сосуд объемом .

4.
= 750 мм рт. ст.

5.
= 0,4м.

6.
.

7. Ha 4%.

t2
= -48 °C.

9.
= 320 К илиt1
= -17°С.

10.

= 256
К или t2
= -17 °С.

11.

В кварцевый сосуд объемом

12.
= 255 К илиt2
= -18
°С.

13.
В кварцевый сосуд объемом ≈ 019 кг = 19г.

14.
T3
=

15.
В кварцевый сосуд объемом ≈ 734 г.

16.
В кварцевый сосуд объемом ≈ 3,6 · 105
Па.

17.
≈ 8 · 105
Па.

18.
В кварцевый сосуд объемом ≈ 842 мм рт. ст.

19. См. рисунок 1.

В кварцевый сосуд объемом

Рис. 1

20. См. рисунок
2.

В кварцевый сосуд объемом

Рис. 2

21. См. рисунок 3.

В кварцевый сосуд объемом

Рис. 3

Упражнение
3

1.
t=
153 °С.

2.
F
= nmS;
р
=^ nm
.

3. 26,6 кПа.

4.
2,7 · 1025м-3.

5.
0,75 кг/м3.

6. 1800 м/с.

7.
3 · 1022.

8.
,
гдеk
— постоянная Больцмана.

В кварцевый сосуд объемом ;

В кварцевый сосуд объемом .

10. Приблизительно
через 8500 лет.

11. На 183 К.

12. Не изменится.

13. Увеличится на
7,2 Дж.

Упражнение
4

4.
А’
= (pS
+ mg)h
=30
Дж.

5.
В кварцевый сосуд объемом

≈ 104
Дж.

7.
≈ 0.5 м.

8.
В кварцевый сосуд объемом ≈ 2,17 кДж/ (кг · К).

9.
= 8 К.

10.
.

11.
= 19 °С.

13.
= 2590 Дж;ΔU
= Q1
–А
= 6570 Дж.

14.
ΔU
= -А’ = – 4470 Дж; t2
= t1
+=–
10 °С.

15.
Q
= ΔU
=
≈ 1,65 · 104
Дж; А = 0.

16.
AU=
Q=
≈ 155 Дж.

17.
На участке 1—2<
0 и Q
< 0; на участке 2—3
> 0 иQ
> 0; на участке 3—1
=
0 и Q
< 0. B
процессе 1
—2—3—1
>
0 и Q
> 0. График зависимости р
от
Vпредставлен
на рисунке 4.

В кварцевый сосуд объемом

Рис. 4

18.
Зависимость р
от
Vизображена
на рисунке 5. Наибольшая работа, численно
равная площади заштрихованной на рисунке
фигуры, совершена при изотермическом
процессе 1-2.

В кварцевый сосуд объемом

Рис. 5

19.
= 100 Дж.

20.
Q
= Wτ
+ cmt.

21.
Т2
= 0,67Т1
≈
288 К.

22.
В кварцевый сосуд объемом = 707 Дж.

23.
В кварцевый сосуд объемом = 4,2 · 103
Дж/(кг · К).

Упражнение
5

3. Охлаждение
нижнего шара вызывает в нем усиленную
конденсацию паров. Это в свою очередь
вызывает быстрое испарение воды в
верхнем шаре. При этом в верхнем шаре
температура воды падает настолько
сильно, что она замерзает.

4. По условию задачи
относительная влажность и на улице, и
в комнате близка к 100% . Однако давление
насыщенных паров воды на улице гораздо
меньше, чем в комнате, так как температура
воздуха в комнате выше, а для выравнивания
давлений за счет проникновения паров
сквозь щели наружу требуется значительное
время. Поэтому при открывании форточки
пары начнут интенсивно проникать из
комнаты наружу, и белье высохнет быстрее.

5. В левом шаре над
спиртом находится его насыщенный пар.
Рука нагревает этот пар, вследствие
чего давление этого пара над спиртом в
левом шаре становится больше давления
пара правом шаре. Под действием разности
давлений спирт перегоняется в правый
шар. Нагретый ладонью пар «прорывается»
сквозь спирт, вызывая «кипение».

6. Можно, если
состояние газа будет изменяться так,
как показано на рисунке 6.

В кварцевый сосуд объемом

Рис. 6

7. 1) Уровни воды
сравняются, как в сообщающихся сосудах.
Водяные пары в левом сосуде будут
частично конденсироваться, а в правом
сосуде часть воды испарится.

2) Уровни сравняются
в результате перетекания паров из одного
сосуда в другой. При данной температуре
давление насыщенных паров одинаково в
обоих сосудах у поверхности жидкости
и убывает одинаковым образом с высотой.
Поэтому давление паров на одном и том
же уровне не одинаково, что и приводит
к перетеканию пара и последующей
конденсации его в сосуде с низким уровнем
воды.

8.
Нагревание при постоянном объеме Vприводит
к тому, что жидкость расширится и заполнит
весь сосуд (это состояние изображается
точкой пересечения изохоры со штриховой
линией). При дальнейшем нагревании в
сосуде будет только жидкость, которая
плавно переходит в газ при температуре,
большей критической.

Нагревание
при критическом объеме VKописано
в § 6.4.

Нагревание
при постоянном объеме V1приводит
к испарению жидкости и постепенному
понижению ее уровня. При давлении,
соответствующем точке пересечения
изохоры и штриховой линии на диаграмме,
жидкость исчезнет, останется только
пар, давление которого при дальнейшем
нагревании будет расти согласно закону
Шарля.

9. В глубокой шахте
температура воды выше, а удельная теплота
парообразования меньше.

10. Сам водяной пар
невидим. Мы можем наблюдать только
облако мельчайших капель, возникающих
после конденсации. При выключении газа
исчезают струи нагретого воздуха, ранее
обтекавшие чайник. При этом выходящий
из чайника водяной пар охлаждается и
конденсируется.

11.
т2=
т1
= 20
кг; р
=
=
0,84 МПа.

12.
т
=
= 0,02 кг;

p
=
= 27,2 кПа.

13. 319 К.

14. 0,8 кг.

15.
= 91 г/м3.

16.
m
= (ρ1φ1
–
ρ2)V=
0,79 кг.

17. 916 кг.

18. 68%.

Упражнение
6

1.
А= 2πσD2
= 3,6
· 10-3
Дж.

2.F
= 0,11 H.

3. Максимальный
термометр можно осуществить следующим
образом. Вне столбика жидкости
горизонтально расположенного термометра
(рис. 7) поместить небольшое не смачиваемое
жидкостью тело, которое может свободно
перемещаться вдоль трубки термометра.
Положение тела укажет максимальную
температуру, так как при расширении
жидкости тело будет перемещаться вдоль
трубки, а при сжатии останется на месте.

Рис. 7

Аналогично можно
осуществить и минимальный термометр.
Для этого смачиваемое жидкостью
термометра тело нужно поместить внутрь
жидкости.

4. Поверхностное
натяжение чистого бензина меньше, чем
поверхностное натяжение бензина, в
котором растворен жир. Поэтому при
смачивании бензином краев пятна оно
стягивается к центру. При смачивании
же самого пятна оно будет растекаться
по ткани.

5. Внутри кожи
имеется большое количество капилляров.
Внутри капилляра постоянного сечения
капелька смачивающей жидкости будет
находиться в равновесии. Нагревание
жидкости уменьшает поверхностное
натяжение. Поэтому жидкость втягивается
в сторону холодной части капилляра.
Ботинки надо нагревать снаружи.

6. Жир расплавляется,
и силы поверхностного натяжения
перемещают его на поверхность холодной
ткани, подложенной под костюм (см. задачу
5).

7. Часть полена в
тени холоднее. Поэтому силы поверхностного
натяжения перемещают воду в этом
направлении.

8.
Δр
=
=
32 Па.

9. Будет, пока воздух
не перейдет из маленького пузыря в
большой.

10. Капля устремится
к узкому концу трубки, так как давление
меньше под поверхностью меньшего радиуса
кривизны.

11. 30 см; нет.

12.p
= ρgh+

= 480 Па.

13.
.

14.
.

15.
7,5 · 10-5
кг.

16.
Длина столбика равна 2h,
если l
> h,
и l
+ h,
если
l
≤
h.

17. Мениск имеет
форму вогнутого сферического сегмента;

18.

+ h=
5,5 м.

19. Надо направить
струю воды с малой скоростью сразу на
стенку сосуда. Смачивая стенку, вода
будет прилипать к ней.

Если есть центрифуга,
то при вращении сосуда вода будет
прижиматься к дальней от оси вращения
стенке, а оттуда ее можно забирать
шприцем. Летчик-космонавт А. А. Серебров
предложил более простой способ. Надо
поместить внутрь сосуда длинный узкий
предмет, например черенок ложки, к
которому прилипает вода. Жидкость
«расползается» по черенку, поднимается
к горловине сосуда и отсасывается оттуда
шприцем.

20. Вода не смачивает
поверхности тарелок, но впитывается
тканью тряпки.

Упражнение
7

2. 2.

3.
6,6 · 1021.

4. При растворении
кристаллическая решетка соли разрушается.
Этот процесс требует затраты некоторого
количества энергии, которое заимствуется
от растворителя.

Во втором случае
часть межмолекулярных связей
кристаллической решетки уже разрушена
при измельчении кристалла. Поэтому для
растворения порошка требуется меньше
энергии, и вода после растворения в ней
соли будет иметь более высокую температуру.
Эффект будет, правда, крайне незначительным.

5. Замерзание при
0 °С про?

В кварцевый сосуд объемом

ФИЗИКА

Похожие вопросы:

Вопросы по другим предметам:

Ответы к упражнениям