Сборник задач по физике - Баканина Л.П.
Скачать (прямая ссылка):
44 I = 0,2 м. Вода поднялась в трубке на высоту //2=0,1 м. В этом положении верхний конец трубки зажимают пальцем и трубка погружается в воду до тех пор, пока уровень воды в трубке не сравняется с уровнем воды в сосуде. Найти длину h выступающей из воды части трубки в этом положении. Внешнее давление равно IO5 н/м2.
185. В вакууме в чашку с маслом, имеющим весьма низкую упругость пара и хорошо смачивающим стекло, погружена стеклянная трубка радиусом 1 мм. Найти давление в масле на высоте h/3 над уровнем масла в чашке (h — высота, на которую поднимается масло в капиллярной трубке) (рис. 67). Коэффициент поверхностного натяжения масла о = 0,03 н/м.
S А
* t
с ----і - - I
_ _ _ - ~ у-" --
Рис. 67.
Закон сохранения энергии для тепловых явлений
186. В кастрюлю налили холодной воды (Z=IO0C) и поставили на электроплитку. Через 10 минут вода закипела. Через какое время она полностью испарится?
187. На электрической плитке мощностью W= 1 кет кипит чайник с водой. Найти скорость истечения пара из носика чайника. Площадь сечения носика 5=1 см2, пар можно считать идеальным газом; давление на конце носика равно атмосферному. Считать, что вся энергия, выделяемая плиткой, передается воде.
Излучение
MM
_J— 1— л
Вода —- —- —- Вода
А В
Рис. 68.
188. В устройстве для измерения мощности электромагнитного излучения энергия излучения полностью поглощается в цилиндре AB (рис. 68), через который
45 прогоняется с определенной скоростью жидкость. Определить энергию, поглощаемую в цилиндре в единицу времени, если известно, что температуры жидкости в трубках на входе и выходе цилиндра равны соответственно Ti и T2- Процесс поглощения считать установившимся. Изменением плотности жидкости и ее удельной теплоемкости с температурой пренебречь. Плотность жидкости равна р, удельная теплоемкость с, скорость течения жидкости V, площадь поперечного сечения трубок S.
189. Свинцовая пуля пробивает деревянную стену, причем скорость в момент удара о стену была 400 м/сек, а после прохождения стены 300 м/сек. Температура пули в момент удара 7^ = 323° К. Какая часть пули расплавилась, если теплота плавления свинца K = = 2,5-104 дою/кг, температура плавления Г = 600°К, удельная теплоемкость с= 125 дж/кг • град. Считать, что все выделяющееся тепло получает пуля.
190. Железный шарик радиусом 1 см, нагретый до 393° К, положен на лед. На какую глубину погрузится шарик в лед, если удельная теплоемкость железа с = 475 дж/кг • град? Плотность льда р0 = 900 /сг/лг3. Плотность железа р = 7,9 • IO3 кг/м3, Температура льда 273° К; удельная теплота плавления Л = 3,34 • IO5 дж/кг. Теплопроводностью льда и нагревом воды пренебречь,
191. При изготовлении льда в комнатном холодильнике потребовалось 5 мин, чтобы охладить воду от 277 до 273° К и еще 1 час 40 минут, чтобы превратить ее в лед. Определить из этих данных удельную теплоту плавления льда.
192. Сколько тепла выделится в комнате за четыре часа работы холодильника, потребляющего мощность W = 90 вт, если его производительность — 2 кг льда при температуре 7i = 271° К в сутки, а охлаждение начинается с температуры Г = 2930К. Теплота плавления льда К — 3,34- IO5 дж/кг, теплоемкость воды
св = 4,2 • IO3 дж/кг • град;
теплоемкость льда
с л = 2,1 • IO3 дж/кг • град.
193. В теплоизолированный откачанный сосуд объема V=Il л положили рядом кусок льда с массой ЛІ і = 1 кг и кусок меди с массой М2=Ъ кг. Температура
46 льда T0 = 273° К. Определить первоначальную температуру меди, если в конце процесса в сосуде установилась температура T1 = 373° К. Теплоемкость меди см = 376 дж/кг-град. Теплота плавления льда % = 3,34 -IO5 дж/кг; теплота парообразования воды q = 2,26 • IO6 дж/кг. Изменением объема воды можно пренебречь.
194. Какое количество тепла необходимо для того, чтобы нагреть от 283 до 298° К 7 г азота, находящегося в цилиндре под поршнем, на котором лежит постоянный груз, если теплоемкость одной грамм-молекулы азота при нагревании при постоянном объеме равна cv=20,9 дж/моль • град?
195. 50 г льда при температуре 0°С заключено в теплонепроницаемую оболочку и подвергнуто давлению 600 атм. Сколько льда расплавилось, если при повышении давления на 138 атм температура плавления льда понижается на I0K? Считать понижение температуры плавления пропорциональным повышению давления.: Теплоемкость и теплоту плавления считать такими же, как и при нормальном давлении: Я,=3,34 - IO5 дж/кг, с л = 2,1 • IO3 дж/кг ¦ град.
196. Вода при соблюдении необходимых предосторожностей может быть переохлаждена до Г=2630 К. Какая масса льда образуется, если в такую воду в количестве M=I кг бросить кусочек льда и вызвать этим замерзание? Теплоемкость переохлажденной воды с = 4180 дж/кг ¦ град.
197. Генератор излучает импульсы сверхвысокой частоты с энергией в каждом импульсе W=6 дж. Частота повторения импульсов f = 500 гц. Коэффициент полезного действия генератора т] = 60%. Сколько литров воды в час надо прогонять через охлаждающую систему генератора, чтобы вода нагревалась не выше, чем на 10°?
