В сосуд поместили кубик льда

В сосуд поместили кубик льда thumbnail

#хакнем_физика ???? рубрика, содержащая интересный, познавательный контент по физике как для школьников, так и для взрослых ????

Если решая математические задачи, следует руководствоваться только условиями, в том числе и неявно заданными (например: находя градусную меру одного из смежных углов в случаях, когда известна градусная мера другого, непременной частью условия является значение суммы градусных мер смежных углов, равной 180 град.), то при решении физических задач следует учитывать ВСЕ физические явления и процессы, влияющие на результат рассматриваемой в задаче ситуации.

Вот для примера известная и часто встречающаяся во многих учебниках и сборниках задач, в том числе и олимпиадных (и не только для семиклассников) по физике.

ЗАДАЧА

В стакане с водой плавает кусок льда. Изменится ли уровень воды, когда лёд растает?

Прежде чем продолжить чтение, предлагаю читателю дать (хотя бы для себя) обоснованный ответ на вопрос задачи…

В «Сборнике вопросов и задач по физике» [Н.И. Гольдфарб, изд. 2, «Высшая школа», М.: 1969] эта задача, помещённая как часть № 10.7 на стр. 48, на стр.193 приводится ответ:

«Лёд вытесняет воду, вес которой равен весу льда. Когда лёд растает, образуется такое же количество воды, поэтому уровень не изменится».

Такой же ответ приводится и во многих других сборниках…

А вот в популярнейшем и по сей день, выдержавшим множество изданий трёхтомнике «Элементарный учебник физики» под редакцией академика Г.С. Ландсберга [т. I, изд. 7, стереотипное, «Наука», М.: 1971] ответа на эту задачу (№ 162.2, стр. 351) не приводится. И это не случайно!

Что же не учтено в вышеприведённом ответе? Правильно! Не учтено, что при таянии льда вода в стакане охлаждается — именно поэтому мы и бросаем туда кусочек льда!

Вот как должен выглядеть правильный ответ:

«При таянии льда вода в стакане охлаждается. При охлаждении все вещества уменьшаются в объёме. Однако вода, единственная из всех известных веществ, имеет наибольшую плотность при температуре +4 град. С, а это значит, что при дальнейшем охлаждении данная масса воды увеличивается в объёме, что, как мне это было известно из курса природоведения в 5 классе (1961/1962 учебный год), является условием сохранения жизни на Земле, поскольку позволяет достаточно глубоким водоёмам не промерзать до самого дна!).

При этом возможно три варианта развития ситуации:

I. Если температура воды до начала таяния льда была выше 4 град. С и, хотя и понизилась после таяния льда, но осталась выше этой температуры, то уровень воды в стакане уменьшится.

II. Если температура воды до начала таяния льда была ниже 4 град. С, а после таяния льда ещё и уменьшилась, то уровень воды в стакане увеличится.

III. В случае, когда начальная температура воды была выше 4 град. С, а после того как лёд растаял, оказалась ниже этой температуры, то об уровне ничего определённого сказать нельзя — нужны конкретные данные о температуре и массе воды и льда, чтобы дать точный ответ на вопрос задачи!».

С этой задачей связана для меня одна интересная история.

Лет 15 назад во дворе дома, в котором я живу, ко мне с грустным выражением лица подошёл паренёк по имени Серёжа и попросил помочь подготовиться к предстоящей ему завтра апелляции по физике в нашем Политехническом институте (ныне Технический университет).

Поскольку времени было слишком мало, то я ограничился советом: если, по его мнению, апелляция пройдёт не очень удачно, и надежды исправить тройку на вступительном экзамене не будет, то попросить экзаменатора ответить на вопрос этой задачи и заставил его дословно вызубрить приведённый выше ответ и даже отработал с ним интонацию изложения этого ответа. На следующий вечер он подошёл ко мне с достаточно счастливым видом.

Вот его рассказ, каким я его запомнил:

«Всё получилось так, как Вы и хотели. Апелляцию проводили два человека: профессор и ассистент кафедры общей физики института. Мне выпало общаться с ассистентом, а профессор в это время общался с другим абитуриентом.

В ответ на мою просьбу ответить на мой вопрос ассистент слегка улыбнувшись сказал: «Пожалуйста…».

«После того, как я проговорил условие задачи, ассистент, широко улыбнувшись, произнёс: «Ну, это известная задача. Уровень воды не изменится — это следует из закона Архимеда: плавающий лёд вытесняет массу воды, равную массе льда. Образовавшаяся при таянии льда вода заполнит тот объём, который занимал в воде плавающий лёд…».

Читайте также:  Почему лопаются сосуды на пальцах рук причины и лечение фото

«Позвольте с Вами не согласиться», — начал я и затем совершенно спокойно слово в слово пересказал заготовленный нами ответ…

В это время профессор жестом остановил своего абитуриента и стал внимательно меня слушать…

Когда я закончил, возникла небольшая пауза…Профессор, обращаясь к ассистенту спросил: «Что скажешь?».

«Кажется, всё верно», — неуверенно ответил тот, на что профессор сказал, что никогда ещё не слышал столь аргументированного ответа, после чего, уже обращаясь ко мне, добавил: «Молодой человек, мы, к сожалению, не можем поднять Вам оценку сразу на два балла, но четвёрку Вы очевидно заслужили!»».

Мне остаётся лишь добавить, что Серёжа был зачислен студентом!…

Наши читатели могут поделиться своим мнением по поводу решения задачи. Если вам было интересно, не забудьте подписаться на наш канал и хэштег #хакнем_физика

Автор: #себихов_александр 71 год, много лет проработал конструктором-технологом микроэлектронных приборов и узлов в одном из НИИ г. Саратова, затем преподавателем математики и физики.

Другие статьи автора:

Вы читаете контент канала “Хакнем Школа”. Подпишитесь на наш канал, чтобы не терять его из виду.

Источник

  • Главная
  • Вопросы & Ответы
  • Вопрос 13347910

Главный Попко

более месяца назад

Просмотров : 3   
Ответов : 1   

Лучший ответ:

Насколько я помню, давление на стенки сосуда измеряется через формулу
p=hgр-(ро)
Лед растает и высота воды в стакане увеличится, а значит и увеличится давление на дно стакана. 

более месяца назад

Ваш ответ:

Комментарий должен быть минимум 20 символов

Чтобы получить баллы за ответ войди на сайт

В сосуд поместили кубик льда

Лучшее из галереи за : неделю   месяц   все время

В сосуд поместили кубик льдаВ сосуд поместили кубик льдаВ сосуд поместили кубик льдаВ сосуд поместили кубик льдаВ сосуд поместили кубик льдаВ сосуд поместили кубик льдаВ сосуд поместили кубик льдаВ сосуд поместили кубик льдаВ сосуд поместили кубик льдаВ сосуд поместили кубик льдаВ сосуд поместили кубик льдаВ сосуд поместили кубик льдаВ сосуд поместили кубик льдаВ сосуд поместили кубик льдаВ сосуд поместили кубик льдаВ сосуд поместили кубик льдаВ сосуд поместили кубик льдаВ сосуд поместили кубик льдаВ сосуд поместили кубик льдаВ сосуд поместили кубик льдаВ сосуд поместили кубик льдаВ сосуд поместили кубик льдаВ сосуд поместили кубик льдаВ сосуд поместили кубик льда

    В сосуд поместили кубик льда

    Другие вопросы:

    Пармезан Черница

    Какое количество теплоты необходимо для плаления 100 г стали, взятой при температуре плавления?

    более месяца назад

    Смотреть ответ  

    Просмотров : 3   
    Ответов : 1   

    Суррикат Мими

    1) Когда в войске ВКЛ появились огнестрельное оружие и артиллерия? 2) Какие виды огнестрельного оружия использовались в 16 в.?

    более месяца назад

    Смотреть ответ  

    Просмотров : 3   
    Ответов :    

    Онтонио Веселко

    Помогите решить тест 1.Какое из приведённых значений может выражать гидростатическое давление? а)1300 кг/м3 б)500м в)1500Па г)600Дж

    2.Давление 1,3 гПа соответствует давлению: а)1300Па б)130Па в)50м г)100м

    3.На какой глубине давление воды в море составляет 412 кПа? а)30м б)40м в)50м г)100м

    4.Чему…

    более месяца назад

    Смотреть ответ  

    Просмотров : 3   
    Ответов : 1   

    Пармезан Черница

    Помогите пожалуйста ! не могу никак решить задачууу!!!! горизонтальный проводник, массой 20 г подвешен за концы на ух проводах,средняя часть проводника длиной 50 см находится в вертикальном однородном магнитном поле с индукцией 0,1. ТЛ. по проводнику протекает ток равный 2 А. на какой угол А от верт…

    более месяца назад

    Смотреть ответ  

    Просмотров : 4   
    Ответов : 1   

    Таня Масян

    Напишите пожалуйста полным ответом!!!!! Строительство дома. Отредактируй ( раскрыта ли тема) Рядом с нашей школой строят жилой дом. Из окон нашего класса хорошо видна стройка. Учительница сердится на нас , если мы смотрим в окно во время урока. И она права. Нельзя отвле…

    более месяца назад

    Смотреть ответ  

    Просмотров : 4   
    Ответов : 1   

    Источник

    По утрам вы не всегда довольны своим отражением в зеркале? Недосыпание и заботы о грядущем дне отразились на вашем лице? Есть простой и недорогой способ проснуться окончательно и почувствовать прилив энергии – это массаж лица и шеи кубиком льда. Простая утренняя процедура омолодит кожу, сгладит морщинки, сузит поры и укрепит капилляры и хрупкие сосуды.

    Как делать массаж кубиком льда?

    Массаж кубиком льда нужно проводить круговыми движениями, протирая лицо, шею и не забывая зону декольте. Лучше всего завернуть ледяной кубик в лоскут из хлопчатобумажной ткани и проводить им по массажным линиям. Для профилактики целлюлита хорошо помассировать ледяным кубиком руки, плечи, живот и даже ягодицы. Кожа губ тонкая и нежная, но и ей не помешает оживляющий кратковременный массаж.

    Читайте также:  Продукты укрепляющие стенки сосудов список

    Кубик льда должен контактировать с кожей не более 5 секунд на каждом участке. Кожа не должна побелеть от холода — такой дискомфорт может ей повредить. Как только почувствуете легкую «ломоту» в коже, сразу же промокните ее мягкой впитывающей салфеткой и смажьте кремом.

    Можно вместо массажа ледяным кубиком делать компрессы из снега. Для этого свежий снег заверните в лоскут хлопчатобумажной ткани и, осторожно прижимая к коже, прикладывайте его то к щекам, то к носу, ко лбу, к подбородку и не обходите вниманием шею и область декольте.

    Женщинам с чувствительной кожей нужно помнить о том, что массаж косметическим льдом им не показан, особенно при наличии выраженного сосудистого рисунка. Лед сначала резко сузит сосуды, а затем так же резко расширит их. Если вы быстро краснеете на ветру или в жару, это означает, что ваши сосуды расположены близко к кожной поверхности и массаж ледяным кубиком может повредить сосуды или сделать кожу лица излишне сухой

    Из чего делать ледяные кубики — рецепты?

    Минеральная негазированная вода или вода питьевая из бутылки – лучшая основа для приготовления кубиков изо льда. А добавлять в нее можно разные полезные компоненты.

    Кубики на травяных настоях. Готовятся они так: столовую ложку высушенной или измельченной свежей травы заливают стаканом кипящей воды и оставляют для настаивания примерно на полчаса. Готовый настой процеживают, помещают для замораживания в морозильную камеру, используя формочки для льда. Какую траву использовать? Подходящими для всех типов кожи являются: ромашка, череда, мята, шалфей, петрушка, липовый цвет. Для нормальной кожи полезными будут: подорожник, фиалка трехцветная, тысячелистник, укроп. Сухой коже помогут кубики из настоя, приготовленного на основе красных ягод. Незаменимы для жирной кожи – календула, арника, хвощ полевой.

    Усталую, стареющую или раздраженную кожу приведут в норму кубики из настоя листьев алоэ или мяты, а также аспириновые маски. Кубики льда из алоэ готовят так: нарезают несколько листочков алоэ на маленькие куски и заливают их водой в соотношении один к пяти; настаивают около двух часов, процеживают, затем разливают по формочкам и замораживают.

    Кубики из фруктов и ягод. Готовятся они просто: в формочки кладут по целой клубнике небольшого размера или кусочек другой ягоды, заливают водой и замораживают. Польза клубничного льда в том, что он оказывает дезинфицирующее, питающее, смягчающее кожу действие и при этом сужает поры.

    Сухой коже окажет помощь кубик льда из настоя рябиновых ягод. Кубик лимонного льда поможет коже стать упругой и нежной (на один стакан прокипяченной и остуженной воды добавляют сок, отжатый из половины лимона).

    Лед, приготовленный из цитрусовых, снимает усталость кожи, делает ее упругой и свежей. Готовят его так: цедру 1 мандарина и 1 апельсина моют, измельчают и заливают половиной литра кипятка, настаивают сутки, процеживают и замораживают в формочках для льда. Можно замораживать сок грейпфрута, апельсина или мандарина, разводя их предварительно минеральной водой в соотношении один к двум.

    Кубики из чая. Приготовить их совсем просто, залив в формочки для льда настой черного либо зеленого чая, разумеется, без сахара.

    Кубики из рисового отвара. Кубики из рисового отвара питают кожу, а также отбеливают ее. Готовят их из воды, которая осталась после отваривания риса (без соли и специй).

    Кубики из морских водорослей (фукуса). Готовят кубики льда из фукуса, добываемого со дна Белого моря, таким образом: столовую ложку фукуса настаивают в половине литра кипятка, процеживают, разливают в формочки для льда. Такие ледяные кубики омолаживают кожу лица. Можно использовать их и для освежения кожи на других участках вашего тела.

    Кубики из «серебряного» льда. Умывание ледяной водой из серебряного сосуда – источник красоты, используемый женщинами с незапамятных времен. Серебро отличается бактерицидными свойствами, а низкая температура «серебряной» воды способствует повышению тонуса кожи. Готовить кубики «серебряного» льда просто: серебряное кольцо или ложку оставляют в стакане холодной прокипячен

    Источник

    Классика в гидростатике

    В статье пойдет речь о законе Архимеда и его применении в задачах на плавание тел погруженных в цилиндрический сосуд с вертикальными стенками. Формулировка закона известна с древних времен. На целиком погруженное в жидкость или газ тела действует выталкивающая сила модуль которой равен весу жидкости или газа в объеме погруженной части тела. За такое большое время придумали огромное количество задач, и несколько приемов их решения. остановимся на классическом решении которое применяют большинство учеников использующих условие плавания тел и то что объем жидкости изначально налитой в сосуд не изменяется. Рассмотрим как реализуют этот прием в решении конкретных задач предлагаемых в различные вузы.

    Читайте также:  При проблемах с сосудами

    Задача 1. В цилиндрический сосуд с водой опустили железную коробочку, из-за чего уровень воды в сосуде поднялся на 2 см. На сколько опустится уровень воды, если коробочку утопить.

    Сделаем рисунок, на котором укажем развитие ситуации. Был объем воды SH стал SH1–Vж где Vж объем жидкости вытесненнной плавающим телом найдем его из условия плавания mg = r0gVж

    В сосуд поместили кубик льдаПолучим Для первого и третьего рисунка где объем железной коробочки. Перепишем эти выражения

    (1)

    (2)

    Разделив первое на второе получим откуда

    и ∆h = ∆h1 – ∆h2

    Задача 2. В одном из двух одинаковых заполненных водой цилиндрических сообщающихся сосудах плавает шарик (рис). Масса шарика m, площадь сечения дна каждого сосуда S. На сколько изменится уровень воды, если вынуть шарик?

    В решении изменим условие. Пусть шарик плавает

    в цилиндрическом сосуде, изобразим как развивалось ситуация. Объем жидкости в сосуде не меняется

    SH1 = SH2 – Vж

    Vж – объем жидкости вытесненный погруженной частью тела. Из условия плавания

    mg = rgVж

    Для нашей задачи очевидно

    Задача 3. В прямой цилиндрический сосуд, площадь основания которого 100см2, налили 1л соленой воды плотностью 1,15 г/см3 и опустили льдинку из пресной воды массой 1кг. Определите, как изменится уровень воды в сосуде, если половина льдинки растает. Считать, что при растворении соли в воде объем жидкости не изменится.

    Найдем плотность воды после таяния льда r2 если до этого ее плотность была по условию

    r1 =1,15 г/см3

    r2 =1,1 г/см3

    Изобразим развитие действия

    Объем воды не меняется Из условия плавания mg = r1 gVж

    В сосуд поместили кубик льда

    Для второго случая

    Задача 4. В цилиндрическом сосуде площадью сечения 11см2 находится кубик льда массой 11г при температуре -100С. Какое минимальное количество теплоты нужно сообщить льду для того, чтобы уровень воды в сосуде не изменялся. При расчете принять, что при плавлении лед сохраняет форму куба.

    Уровень вод в сосуде не будет меняться в процессе плавления льда когда он плавает так как в этом случае объем содержимого не меняется и давление на дно остается постоянным. Количество теплоты идет на нагревание и частичное плавление льда Q =cm∆t + l∆m; ∆m масса растаявшего льда ∆m = m –m1;

    В сосуд поместили кубик льдаm1 масса плавающего льда. Изобразим процесс на рисунке. В момент плавания льда m1g = rgVж =rgHa2 Объем воды равен . Заменим Н в последнем выражении раскрыв скобки получим с другой стороны m1=ra3 Заменим а отсюда Окончательно

    Упражнения

    1.  В цилиндрическом стакане с водой плавает льдинка, притянутая нитью ко дну. Когда льдинка растаяла, уровень воды изменился на ∆h. Каково было натяжение нити? Площадь дна стакана S

    (Ответ T =r0gS∆h)

    2.  Дубовый цилиндр высотой 12см плавает в стакане с водой, как изменится уровень воды в стакане, если поверх воды налить слой керосина толщиной 2 см. Площадь поперечного сечения стакана в четыре раза больше площади цилиндра. Плотность керосина и дуба равна 0,8 г/см3

    (Ответ ∆Н = 4мм)

    3.  В двух цилиндрических сообщающихся сосудах имеющих одинаковые поперечные сечения 11,5см2, находится ртуть. В один из сосудов поверх ртути наливают один литр воды, в другой один литр масла. На какое расстояние переместится уровень ртути в сосудах? Каков будет ответ, если в воду опустить плавать тело массой 150г? rm = 800кг/м3

    (Ответ: 0,64см, 1,2см)

    4.  В сосуд с водой цилиндрической формы, отпустили кусок льда, в который был вморожен осколок стекла. В результате уровень воды в сосуде поднялся на 11мм, а лед стал плавать целиком погрузившись в воду. На сколько опустится уровень воды в сосуде за время таяния льда? Плотность стекла 2г/см3

    (Ответ ∆h =1мм)

    5.  В цилиндрический сосуд радиусом 10см налили воду до уровня 15см. В сосуд бросили губку массой 60г которая впитала в себя часть воды, но продолжала плавать на поверхности. Найдите установившийся уровень воды в сосуде

    (Ответ 15,3см)

    Источник