Готовые решения по физике Часть 61

Главная » Решения по физике » Готовые решения по физике Часть 61

21:23 Готовые решения по физике Часть 61
Решение задач по физике 50 решенных задач по физике, с подробным решением и оформлением Часть 61 Все задачи оформлены в Microsoft Word с использованием редактора формул. Стоимость решения задач 30 руб. 1. Кислород (M= 32∙10^-3 кг/моль), находящийся под давлением p₁ = 0,5 МПа при температуре T₁ = 350 К, подвергли сначала адиабатному расширению от объема V₁= 1 л до объема V₂ = 2 л, а затем изобарному расширению, в результате которого объем газа увеличился от объема V₂ до объема V₃ = 3 л. Определите для каждого из этих процессов: 1) работу А совершенную газом; 2) изменение его внутренней энергии ΔU 3) количество подведенной к газу теплоты Q. Получить решение задачи 2. Двухатомный идеальный газ совершает процесс, в ходе которого молярная теплоемкость С газа остается постоянной и равной 7/2R. Определите показатель политропы n этого процесса. Получить решение задачи 3. Некоторый двухатомный газ подвергают политропному сжатию, в результате чего давление газа возросло от р₁ = 10 кПа до р₂ = 30 кПа, а объем газа уменьшился от V₁ = 2,5 л до V₂ = 1л. Определите: 1) показатель политропы n; 2) изменение внутренней энергии ΔU газа. Получить решение задачи 4. В сосуде, теплоемкость которого 0,6 кДж/К, находится 0,5 л воды и 300 г льда при 0°С. Определите, какая установится температура Θ после впуска в воду 100 г водяного пара при температуре 100 °С Удельная теплота парообразования 2,26 МДж/кг, удельная теплота плавления льда 3,35∙10⁵ Дж/кг, плотность воды 1 г/см³, удельная теплоемкость воды 4,19∙10³ Дж/(кг∙К). Получить решение задачи 5. В идеальном тепловой машине Карно, работающей но обратному циклу (холодильной машине), в качестве холодильника используется вода при 0 °С, а в качестве нагревателя – вода при 100 °С. Сколько воды m₂ следует заморозить в холодильнике, чтобы превратить в пар 100 г воды в нагревателе? Удельная теплота плавления льда λ = 3,35∙10⁵ Дж/кг, удельная теплота парообразования воды r=2,26МДж/кг. Получить решение задачи 6. Идеальный газ количеством вещества ν = 2 моль совершает цикл, состоящий из двух изохор и двух изобар. Определите работу А, совершенную газом за цикл, если точки 2 и 4 лежат на одной изотерме, начальная температура Т₁, газа равна 300 К, а температура Т₃ газа в результате изобарного расширения достигла 500 К. Получить решение задачи 7. Идеальный трехатомный газ количеством вещества ν = 2 моль занимает объем V₁ = 10 л и находится под давлением р₁ = 250 кПа. Сначала газ подвергли изохорному нагреванию до температуры T₂ = 500 К, затем – изотермическому расширению до начального давления, а после этого в результате изобарного сжатия возвратили в первоначальное состояние. Постройте график цикла и определите термический КПД η цикла. Получить решение задачи 8. Температура пара, поступающего в паровую машину, T₁ = 400 К, температура в конденсаторе Т₂ = 320 К. Какова теоретически возможная максимальная работа А машины при затрате количества теплоты 5 кДж? Получить решение задачи 9. В котле паровой машины температура равна 400 К, а температура холодильника 300 К. Какова теоретически возможная максимальная работа А машины, если в топке сожжено 500 кг дров с удельной теплотой сгорания 1,26∙10⁷ Дж/кг. Получить решение задачи 10. Идеальный газ, совершающий цикл Карно, произвел работу А = 600 Дж. Температура T₁ нагревателя равна 500 К, Т₂ холодильника – 300 К. Определите: 1) термический КПД цикла; 2) количество теплоты, отданное холодильнику за один цикл. Получить решение задачи 11. Азот массой m = 100 г был изобарно нагрет так, что его объем увеличился в 2 раза, а затем был изохорно охлажден так, что его давление уменьшилось в 2 раза. Определите изменение энтропии ΔS в ходе указанных процессов. Получить решение задачи 12. Исходя из неравенства Клаузиуса, выведите формулу для термического КПД цикла Карно. Получить решение задачи 13. Определите изменение энтропии ΔS при превращении 15 г льда при –13 °С в пар при 100 °С. Удельная теплоемкость льда с_л = 2,1∙10³ Дж/(кг∙К), удельная теплота плавления льда λ = 3,35∙10⁵ Дж/кг, удельная теплоемкость воды с_в = 4,19∙10³ Дж/(кг∙К), удельная теплота парообразования воды r = 2,20∙10⁶ Дж/кг. Получить решение задачи 14. Углекислый газ массой m = 10 г находится в сосуде вместимостью V = 1 л. Принимая поправки Ван-дер-Ваальса а = 0,361 Н∙м⁴/моль² и b=4,28∙10^-5 м³/моль, определите: 1) собственный объем V’ молекул газа; 2) внутреннее давление p’ газа. Получить решение задачи 15. Давление р кислорода равно 8 МПа, его плотность ρ = 100 кг/м³. Определите температуру газа, если: 1) газ идеальный (Т₁); 2) газ реальный (Т). Поправки Ван-дер-Ваальса а = 0,136 Н∙м⁴/моль² и b = 3,17∙10^-5 м³/моль. Получить решение задачи 16. Вычислите поправки Ван-дер-Ваальса для кислорода, если критическая температура Т_кр = 155К и критическое давление р_кр = 5,08 MПа. Получить решение задачи 17. Углекислый газ массой m = 10 кг адиабатно расширяется в вакуум от V₁ = 1 м³ до V₂ = 2 м³. Принимая поправку Ван-дер-Ваальса а = 0,361 Н∙м⁴/моль², определите понижение температуры ΔТ газа при этом расширении. Получить решение задачи 18. Некоторый газ количеством вещества ν = 1 кмоль занимает объем V₁ = 1 м³. При расширении газа до объема V₂ = 1,5 м³ была совершена работа А против сил межмолекулярного притяжения, равная 45,3 кДж. Определите поправку а, входящую в уравнение Ван-дер-Ваальса. Получить решение задачи 19. Азот количеством вещества ν = 2 моль, занимавший при температуре Т = 350 К объем V₁ = 2∙10^-3 м³ расширяется изотермически до объема V₂ = 3V₁. Принимая поправки Ван-дер-Ваальса а = 0,136 Н∙м⁴/моль² и b = 3,86∙10^-5м³/моль, определите: 1) работу А расширения газа; 2) изменение внутренней энергии ΔU газа. Получить решение задачи 20. Докажите, что эффект Джоуля – Томсона будет всегда положительным, если дросселируется газ, для которого можно пренебречь собственным объемом молекул. Получить решение задачи 21. Определите, какую силу F следует приложить к горизонтальному медному кольцу высотой h = 15 мм, внутренним диаметром d₁ = 40 мм и внешним – d₂ = 42 мм, чтобы оторвать его от поверхности воды. Плотность меди ρ = 8,93 г/см³, поверхностное натяжение воды σ = 73 мН/м. Получить решение задачи 22. Спирт по каплям вытекает из сосуда через вертикальную трубку внутренним диаметром d = 1,5 мм. Плотность спирта ρ = 0,8 г/см³, его поверхностное натяжение σ = 22 мН/м. Считая, что в момент отрыва капля имеет сферическую форму, определите ее диаметр D. Получить решение задачи 23. Определите изменение поверхностной энергии ΔЕ мыльного пузыря при изотермическом увеличении его объема от V₁ = 5 см³ до V₂ = 2V₁. Поверхностное натяжение мыльного раствора σ= 40 мН/м. Получить решение задачи 24. Ртуть массой m = 5 г помещена между двумя параллельными стеклянными пластинками. Считая, что ртуть стекло не смачивает, определите силу F, которую следует приложить, чтобы расплющить каплю до толщины h = 0,15 мм. Плотность ртути ρ = 13,6 г/см³, а ее поверхностное натяжение σ = 0,5 Н/м. Получить решение задачи 25. Определите давление р воздуха в воздушном пузырьке диаметром d = 0,01 мм, находящемся на глубине h = 15 см под поверхностью воды. Поверхностное натяжение воды σ = 73 мН/м, ее плотность ρ = 1 г/см³. Атмосферное давление принять нормальным. Получить решение задачи 26. Вертикальный капилляр внутренним диаметром d = 0,04 см погружен в воду. Определите, на какую высоту h поднимется вода в капилляре, если поверхностное натяжение воды σ = 73 мН/м, ее плотность ρ = 1 г/см³. Считать, что вода полностью смачивает стекло. Получить решение задачи 27. Вертикальный стеклянный капилляр внутренним радиусом r = 0,2 мм в ртуть, которая опускается в капилляре на глубину h = 3,75 см. Определите поверхностное натяжение σ ртути, если ее плотность ρ = 13,6 г/см³. Считать, что ртуть не смачивает стекло. Получить решение задачи 28. Две одинаковые длинные плоскопараллельные пластины, расстояние между которыми d = 1 мм, погружены в воду (см. рисунок). Считая смачивание полным, определите, на какую высоту h поднимется вода в зазоре. Плотность воды ρ = 1 г/см³, ее поверхностное натяжение σ = 73 мН/м. Получить решение задачи 29. Узкое колено U-образного ртутного манометра имеет диаметр d₁= 2 мм, широкое – d₂ = 4 мм. Определите разность Δh уровней ртути в обоих коленах, если поверхностное натяжение ртути σ = 0,5 Н/м. плотность ртути ρ = 13,6 г/см³, а краевой угол θ = 138°. Получить решение задачи 30. Пользуясь законом Дюлонга и Пти, определите удельную теплоемкость сv золота. Молярная масса золота М = 197∙10^-3 кг/моль. Получить решение задачи 31. Пользуясь законом Дюлонга и Пти, определите количество теплоты Q, необходимое для нагревания алюминиевого шарика массой m= 20 г от t₁ = 20 °С до t₂ = 40 °С. Молярная масса алюминия M =27∙10^-3 кг/моль. Получить решение задачи 32. Автомашина движется с постоянным тангенциальным ускорением а_τ =0,62 м/с² по горизонтальной поверхности, описывая окружность радиуса R = 40 м. Коэффициент трения скольжения между колесами машины и поверхностью k = 0,20. Какой путь пройдет машина без скольжения, если в начальный момент ее скорость равна нулю? Получить решение задачи 33. Через блок, укрепленный на потолке комнаты, перекинута нить, на концах которой подвешены тела с массами m₁ и m₂. Массы блока и нити пренебрежимо малы, трения нет. Найти ускорение центра масс этой системы. Получить решение задачи 34. Бак с водой движется по наклонной плоскости, составляющей угол α с горизонтом. Определить угол наклона β поверхности воды с горизонтом, считая положение воды в баке установившимся. Коэффициент трения между баком и плоскостью равен k (k < tgα). Получить решение задачи 35. Цепочка массы m = 1кг и длины l =1,4 м висит на нити, касаясь поверхности стола своим нижним концом. После пережигания нити цепочка упала на стол. Найти полный импульс, который она передала столу. Получить решение задачи 36. Пушка массы М начинает свободно скользить вниз по гладкой плоскости, составляющей угол α с горизонтом. Когда пушка прошла путь l произвели выстрел, в результате которого снаряд вылетел с импульсом р в горизонтальном направлении, а пушка остановилась. Пренебрегая массой снаряда, найти продолжительность выстрела. Получить решение задачи 37. Небольшое тело начинает скользить с высоты h по наклонному желобу, переходящему в полуокружность радиуса h/2 (см. рис.). Пренебрегая трением, найти скорость тела в наивысшей точке его траектории после отрыва от желоба. Получить решение задачи 38. Система состоит из двух одинаковых цилиндров, каждый массы m, между которыми находится сжатая невесомая пружина жесткости k (рис.) Цилиндры связаны нитью, которую в некоторый момент пережигают. При каких значениях Δl - начальном сжатии пружины – нижний цилиндр подскочит после пережигания нити? Получить решение задачи 39. Замкнутая система состоит из двух частиц с массами m₁ и m₂, которые движутся под прямым углом друг к другу со скоростями υ₁ и υ₂. Найти в системе их центра масс: а) импульс каждой частицы; б) суммарную кинетическую энергию обеих частиц. Получить решение задачи 40. Шайба А массы m, скользя по гладкой горизонтальной поверхности со скоростью υ, испытала в точке О (см. рис.) упругое столкновение с гладкой неподвижной стенкой. Угол между направлением движения шайбы и нормалью к стенке равен α. Найти: а) точки, относительно которых момент импульса М шайбы остается постоянным в этом процессе; б) модуль приращения момента импульса шайбы относительно точки О₁. которая находится в плоскости движения шайбы на расстоянии l от точки О. Получить решение задачи 41. Гладкий однородный стержень AВ массы M и длины l свободно вращается с угловой скоростью в горизонтальной плоскости вокруг неподвижной вертикальной оси, проходящей через его конец A. Из точки А начинает скользить по стержню небольшая муфта массы m. Найти скорость υ₁ муфты относительно стержня в тот момент, когда она достигнет его конца В. Получить решение задачи 42. Небольшую шайбу поместили на внутреннюю гладкую поверхность неподвижного круглого конуса (рис.) на высоте h₁ от его вершины и сообщили ей в горизонтальном направлении по касательной к поверхности конуса скорость υ₁. На какую высоту h₂ от вершины конуса поднимется шайба? Получить решение задачи 43. Из пушки массы M, находящейся на наклонной плоскости, в момент, когда пушка покоится, производится выстрел и вылетает снаряд массы m с начальной скоростью υ₀ относительно земли. Определить на какую высоту поднимется пушка в результате отдачи, если угол наклона плоскости равен φ, а коэффициент трения между пушкой и плоскостью равен μ. Продолжительность выстрела считать пренебрежимо малой. Получить решение задачи 44. Однородный шар массы m = 4,0 кг движется поступательно по поверхности стола под действием постоянной силы F, приложенной, как показано на рис., где угол α = 30°. Коэффициент трения между шаром и столом k = 0,20. Найти F и ускорение шара. Получить решение задачи 45. Горизонтально расположенный тонкий однородный стержень массы m подвешен за концы на двух вертикальных нитях. Найти силу натяжения одной из нитей сразу после пережигания другой нити. Получить решение задачи 46. Система, показанная на рис., состоит из двух одинаковых однородных цилиндров, на которые симметрично намотаны две легкие нити. Найти ускорение оси нижнего цилиндра в процессе движения. Трения в оси верхнего цилиндра нет. Получить решение задачи 47. В системе, показанной на рис., известны масса m груза А, масса М ступенчатого блока В, момент инерции J последнего относительно его оси и радиусы ступеней блока R и 2R. Масса нитей пренебрежимо мала. Найти ускорение груза А. Получить решение задачи 48. Однородным диск радиуса R раскрутили до угловой скорости ω₀ и осторожно положили на горизонтальную поверхность. Сколько времени диск будет вращаться на поверхности, если коэффициент трения равен k? Получить решение задачи 49. Однородный цилиндр радиуса R раскрутили вокруг его оси до угловой скорости ω₀ и поместили затем в угол. Коэффициент трения между стенками угла и цилиндром равен k. Найти: а) сколько времени будет вращаться цилиндр; б) сколько оборотов сделает цилиндр до остановки. Получить решение задачи 50. Вертикально расположенный однородный стержень массы М и длины l может вращаться вокруг своего верхнего конца. В нижний конек стержня попала, застряв, горизонтально летевшая пуля массы m, в результате чего стержень отклонился на угол α. Считая m << М. найти: а) скорость летевшей пули; б) приращение импульса системы «пуля - стержень» за время удара и причину изменения этого импульса; в) на какое расстояние х от верхнего конца стержня должна попасть пуля, чтобы импульс системы «пуля - стержень» не изменился в процессе удара. Получить решение задачи
Категория: Решения по физике \| Просмотров: 1014 \| Решения задач добавил: Massimo

Решебники задач физики математики

Готовые решения по физике Часть 61