Ответ 0,49 кг/м*м*м
64
Баллон для газовой плиты объёмом V=5 л содержит м=500 г пропана (С3Н8) под
давлением р=2 Мпа. Температура t= 20 град С. Что можно сказать об
агрегатном состоянии пропана в баллоне?
?=m/V=100кг/м*м*м
PV=mRT/M ; M=mRT/PV=0.121кг/моль
M(C3H8)=44*0.01кг/моль
Сравнив с агригатным состоянием придём к выводу, что там жидкость.
87
Холодильник, потребляющий электроэнергию мощность р, за время Т превратил
воду в лёд. Какое количество теплоты Q передал холодильник воздуху в
комнате, если масса воды м , а её начальная температура t? Теплоёмкость
самого холодильника не учитывать.
Aз=P?
“п=cmT+?m=m(ct+?)
из закона теплового баланса следует
Q==Aз-Ап=PT-m(ct+?)
Ответ Q= PT-m(ct+?)
88
В калориметре содержится м1= 250 г воды при температуре t1=15 град С. в
воду бросили м2= 20 г мокрого снега, (его температура 0 град С) В
результате темература в калориметре понизилась до t2=10 град С. Какую массу
воды содержал снег? С= 4000 Дж кг к; ?’ 3,3 * 10 в 3 Джкг.
?m+cm(t3-t2)=cm1(t1-t3)
m=c(m1(t1-t3)-m2(t3-t2)) / ? ’ 0.013кг
m3=m2-m
m3=0.02кг-0,013кг=0,007кг
Ответ 0,007кг
89
Кусок льда массой м=200 г и температурой t=0 град С поместили в
нагреватель. Через 10 мин в нагревателе закипела вода. Определите мощность
нагревателя, если его КПД равен 60%. С=420 Джкг к; ? ’ 3,3 * 10 в 5
степени Джкг.
Q=m? Q2=cmt t=100K
Q=m?+cmt=?+A
A=3/5m(?+ct)
N=A/T=5*m(?+ct) / 3T
Ответ N=A/T=5*m(?+ct) / 3T
90
В калориметр, содержащий м1=1 кг воды при температуре t1=20 градС, внесли
м2= 10 кг расплавленного свинца при температуре плавления T2= 600 К.
Найдите массу воды, превратившейся в пар. Теплоёмкостью калориметра
пренебречь. Постоянные для воды: С1= 4200 Джкг к, ?=2,26 МДжкг, для
свинца : C2= 130 Джкг к, ?= 25 кДжкг. c1m1(?-?1)+rm3=m2?+c2m2(T2-Q)
?’373K m3=m2(?+c2(T2-Q))-c1m1(?-T1)) / r= 0.09кг
Ответ 9 граммов
91
С горы, образующей с горизонтальной плоскостью угол ?=30 град, скатываются
санки массой м=60 кг. Проехав по склону горы расстояние L=40 м, санки
приобрели скорость V=5 мс. какое количество снега расстаяло за счёт тепла
, выделившегося при трении полозьев о снег? Температура t=0 град С,
?’0,33 МДжкг.
L=V*V / 2a ; a=V*V/2L=0.3м/с*с
Ma=Fтр+N+mg
X: ma=mg*sin?-Fтр
Y: N=mgcos?
Ma=mgsin?-Kmgcos?
Kgcos=gsin?-a k=tg?-a/gcos?
K=0.47
Aтр=kmgcos?*?=9500дж
A=Q m=Q/?=A/? ; m=9500 / 0.33*1000000 кг
Ответ m=0.03кг
92
Вода при температуре t=0 градс находится в сосуде, из которого быстро
откачивают воздух. Вследствие интенсивного испарения происходит замерзание
воды. Какая часть первоначального количества воды в результате превратится
в лёд , а какая часть воды испарится ? r = 2,26 МДж кг, ?’ 0,33 МДжкг.
..m1-масса воды переведённая в лёд m2-масса воды, пре-я в пар необходимая для образ-я кол-во теплоты здесь может быть получено только за счёт того, что при замерзании воды выд-ся теплота Q1=Q2 m1?’m2r m2=m1?/r m1+m2=m ; m= m1+m1?/r ; m1=mr/ (r+?)=0.88 кг m1=m2r/? m=m2+m2r/?=m2(1+r/?)=m2(?+r) / ? m2=?m /(r+?) ; m2=0.12 кг
Ответ m1=0.88кг ; m2=0,12кг
93
При скорости V=72 кмчас, автомобиль расходует м=5,5 кг бензина на 100 км
пути. Определите мощность, развиваемую двигателем, если его КПД ?=25%.
Удельная теплота сгорания бензина q=45 Мджкг.
Q=qm
A=vQ Vt=S t=S/V
N=vQ /t =12.5 кВт
Ответ N= 12.5 кВт
94
автомобиль массой М имеет бензобак ёмкостью V. Какое расстояние S может
проехать автомобиль после полной заправки бака горючим? Сила сопротив-
ления, действующая на автомобиль с постоянной скоростью, составляет n-ную
часть его веса. КПД двигателя ? . Плотность бензина р, удельная теплота
сгорания q .
?=Aп/Aз=FscosL / gm ; L=0 ; cosL=1
0=Fт+N+Mg+Fс
x: Fт=Fс y: N=Mg
|P|=|N| Fт=Fс=kMg ?’MgSk / gm=MgSk / gV? ; m=V?
Ответ : S=MgSk /gV?
95
Газ , занимающий объём V1=1л при давлении р1= 2 атм, расширился
изотермически до объёма V2=2л. Затем при этом объёме давление газа было
уменьшено в два раза. Далее газ расширился изобарически до объёма V4= 4 л.
Начертите график зависимости давления р газа от его объёма V . используя
график определите при каком из перечисленных процессов газ совершит
наибольшую работу.
1) P1V1=P2V2 T-const
P2=P1V1/V2
2) V-const
3) P-const
при переходе 1-2 газ сов-т наиб работу
это опред-т площ-дь крив-й трапеции.
При переходе 2-3-A=0. Т,к V=0
При перходе 3-4 работа опред-ся площ-ю заштрих-ого прямоугольника. Из
графика видно, что А(1-2)>A(3-4)
96
Газовый баллон , объёмом V=15 л, содержит гелий при температуре t=27 градС
и давлении р=15 атм. Вычислите среднюю энергию одной молекулы гелия, а
также энергию теплового движения всех молекул газа в баллоне.
Eш=3/2KT ;
PV/T=mR/M ; m=PVM/TR =0.018 кг
…m0=M/Nа
N=m/m0
E=EшN =33.5кдж
Ответ E=33.5кдж
97
Один моль одноатомного газа, температура которого t=27 градС занимает объё
V=0,5 л. какое количество теплоты сообщили газу, если в процессе расширения
при постоянном давлении его объём увеличился в 3 раза?
Q=U+A ; P-const
Q=3/2VRT+PV
V1/V2=T1/T2 ; T2=V2T1/V1=3T1
..dT=3T1-T1=2T1
PV=?RT ; Q=2.5?RT=5?RT1
Q=5*1моль*8,31дж/мольК*300=12500дж
Ответ Q=12,5кдж
98
При изобарическом нагревании азота м=2кг на ?Т = 50К. Газу было сообщено
Q1=50 кДж. Теплоты. Какое количество теплоты Q2 потребуется для такого же
нагревания азота при постоянном объёме?
Q=1.5?RT+?RT=2.5?RT
Q=1.5?RT
Q*3/5=Q2 Q2=30кдж
Ответ Q=30кдж
99
Идеальная тепловая машина , работающая по циклу Карно получает от
нагревания Q1= 130 Дж тепла и совершает работу А=30Дж. На сколько надо
изменить температуру охладителя при неизменной температуре t=327 град
нагревателя, чтобы увеличить КПД машины в два раза?
?1’“1/Q1*100%
?2’2“1/Q1*100%
m2=(T1-T2)/T2*100% след-но 2A1/Q1=(T1-T2)/T1
T2=T1(1-2A1/Q1)
?=(T1-T2)/T1*100% ; A1/Q1=(T1-T2)/T1
T2=T1(1-A1/Q1) T1-темпер-ра хол-ка до сов-я работы
Т2-т-ра после работы
…dT=T2-T1=-T1A1/Q1 минус показ-т, что темпер-ру надо уменьшить.
…dT=140K
Ответ Т=140К
100
Нагревателем идеальной тепловой машины служит резервуар, в котором
происходит конденсация водяного пара при температуре 100 град. Тепло
передаётся охладителю, содержащему лёд с температурой 0 град. За время
работы машины в нагревателе образовалось 2 кг воды. Какое количество м2
льда расстаяло при этом в охладителе? ?(гамма) = 2,26 МДжкг. ?=0,33
Мджкг.
Q1=rm1 ; Q2=?m2
Rm1=?m2 ; m2=rm1/?=13.7кг
Ответ m2=13.7 кг
1.Электростатика
2.Электрический ток
3.Магнетизм
21
Два разноимённых точечных разряда q и -4q находятся на расстоянии 25 см
друг от друга. Определите положение точки пространства в которой
напряжённость электрического поля , созданного обоими зарядами равно 0.
Принцип суперпозиции. Eо=E1+E2=0
E1=q/4П?T1*T1 E2=(-4)q/4Пr2*r2*? след-но q/4П?(1/r1*r1- 4/r2*r2
4r1*r1=r2*r2 2r1=r2 r1=x r2=d+x x=d=0.25м
Ответ: на прямой заряды на расстоянии x=0.25м от заряда q
22
плоский воздушный конденсатор , пластины которого расположены вертикально,
погрузили до половины в жидкий диэлектрик. Во сколько раз увеличилась
ёмкость конденсатора, если диэлектрическая проницаемость жидкости ?= 5,0?
C=S?/d ; ?=1
Cо=C1+C2 при пар-ом соед.
C1=(S*1/2*?)/d C2=(?*?*S*1/2)/d
Cо=S?(1+?)/2d Cо/C=(1+?)/2=3
Ответ: 3
23
Заряженная пылинка массой 3 *10 в минус 14 степени кг , находится в
равновесии между горизонтальными пластинами плоского кондесатора.
Расстояние между пластинами 5,3 мм , напряжение U1=480 вольт. После
облучения ультрафиолетовыфм светом, пылинка теряет часть заряда и начинает
опускаться, чтобы восстановить равновесие. Напряжение (U2 ) увеличили до
505 вольт. Какой заряд потеряла пылинка?
F=mg F=qE E=u/d q1=mgd/u1 q2=mgd/u2 dq=q1-q2 dq=mgd(1/u1-1/u2)
dq=16408.8*((10) в минус23)
Ответ: 16*((10)в минус 20)
24
Бусинка массой 100 мг и зарядом q= 16,7 нкл, подвешена на нити. На какое
расстояние надо поднести к ней снизу равный по величине одноимённый заряд,
чтобы сила натяжения нити уменьшилась вдвое.
T2=mg-F где F=1q1*q1/4П?1*?*r*r F=mg/2 mg/2=q1*q1/4Пr*r*?1*?
…r=q(1/2Gmg?1*?) под корнем=0.07м
Ответ:0,07м
25
Конденсаторы ёмкостью равные С1= 2 мкф и С2= 3 мкф, включены в цепь
напряжением U=110 вольт. Определите заряд , напряжение между обкладками и
энергию каждого конденсатора, если они соединены а) параллельно;
б) последовательно
U=U1=U2=110B
C=q/u c1=q1/u1 q1=c1*u1=220*((10)в минус 6)Кл
q2=c2*u2=330*((10)в минус 6)Кл W1=q1*u1/2=220*((10)в минус
6)*110/2m=12,1*((10)в минус 3)Дж W2=330*((10)в минус
6)*110/2=18,15*((10)в минус 3)Дж
Б) При послед-м соед. Заряды на обоих конденс-х одинаковы) q1=q2=q
F1-f2=q/c1=u1 f2-f3=q/c2=u2 f1-f3=q(1/c1+1/c2) f1-f3=u
…q=u/(1/c1+1/c2)=1.3*((10)в минус 4)Кл f1-f3=u
u1=q/c1=65B u2=q/c2=43B W1=c1*u1*u1/2=4.2*0.001Дж
W2=2.8*0.001Дж
26
Конденсатор, ёмкостью С1=5 мкФ , заряжен до разности потенциалов U=50V и
отключён от источника напряжения. Параллельно к нему подсоединён второй
конденсатор ёмкостью 10мкФ . найдите энергию искры , проскактвающей при
соединении конденсаторов?
Q=c1*u=25*0.00001Кл
W1=c1*u*u/2 W1=6.25*0.001Дж
При соединении Со=С1+С2=15*0,000001Ф
W=q*q/2? W2=2.08*0.001Дж
Из закона сохр-я энергии W=W1-W2=4.2*0.001Дж
Ответ: 4.2*0.001Дж
27
Конденсатор С=20 мкФ, напряжение между пластинами которого равно u=70V,
разряжается через два параллельно соединённых резистора М1=5Ом, М2=20Ом.
Какое количество теплоты выделится в каждом резисторе?
W=c*u*u/2=49*0.001Дж
Из закона сохранения энергии Q1+Q2=W
Q1/Q2=R2/U2*U2=R2/R1 Q1/Q2=4 след-но Q1=4Q2
Отсюда 5Q2=50*0.001Дж Q2=0.01Дж Q1=4*0.01Дж
Ответ: 0,01Дж ; 0.04Дж
28
В пространстве, где одновременно созданы вертикальные и горизонтальные
электрические поля Еv= 300 Vм, а Еg=400Vм. Вдоль линии напряжённости ,
результирующей эти два поля летает электрон. При прохождении пути S=2.7 мм,
его скорость изменилась в два раза. Определить конечную скорость электрона.
E=E1+E2=500 В/м
На электрон действует сила F=qE она сообщ-т ускорение ma=-|e|E=eE
a=eE/m
3/4V*V=2aS V=(8*e*E*S/3*m)под корнем=25*10000*((10)в Ѕ-й степени) м/с
Ответ: V=8*((10)в степени 5) м/с
59
Из проволоки , имеющей сопротивление 64 Ом, сделано кольцо. В каких точках
кольца следует подключить провода, чтобы подключить сопротивление R=12Ом.
1/R=1/R1+1/R2 R=R1*R2/R1+R2 R1+R2=Rо
R1*R2=R(R1+R2)=R*Rо=768((ом)в квадрате) R1=48 ом R2=16ом
R1+R2=64
R*Rо=768 провода надо подс-ть так
L/Rо=L1/R1=L2/R2 L1=R1*L/Rо L2=L*R2/Rо
L1/L2=R1/R2=3
Ответ: места соед-я отдел-т уго=90 градусов
