Задачи по физике и методы их решения - Балаш В.А.
Скачать (прямая ссылка):
а при температуре 20°С отстают в сутки на 9 с. Определите температурный
коэффициент линейного расширения латуни, а также ту температуру, при
которой маятниковые часы будут идти правильно.
8.6. При нагревании железного шара до температуры 800°С площадь его
поверхности увеличилась на 1 см2. Определите диаметр шара при температуре
20°С. Температурный коэффициент линейного расширения железа 1,2 • 10-
5К~'.
8.7. Никелевый брусок массой 740 г и длиной 222 мм при температуре 50°С
опущен в калориметр теплоемкостью 21 Дж/К, содержащий 145 г воды при 0°С.
Когда температура установилась, то оказалось, что длина бруска
уменьшилась на 0,13 мм. Определите по этим данным удельную теплоемкость
никеля. Температурный коэффициент линейного расширения никеля 1,8 •
10~5К_|.
8.8. В центре стального диска имеется отверстие, диаметр которого при 0°С
равен 4,99 мм. До какой температуры следует нагреть диск, чтобы в его
отверстие начал проходить шарик диаметром 5,00 мм? Температурный
коэффициент линейного расширения стали равен 1,1 • 10" К-1.
8.9. Емкость железного сосуда при температуре 10°С равна 2 л. Каков будет
вес ртути, заполняющей сосуд при температуре 25°С? Температурные
коэффициенты линейного расширения железа и объемного расширения ртути
соответственно равны
1,2 • 10-5 и 1,8 • 10-4К-1.
8.10. При температуре t\ стержни с температурными коэффициентами
линейного расширения ai и аг имеют одинаковую длину, при температуре
одинаковыми оказываются их объемы. При какой температуре будут одинаковы
площади поперечного сечения стержней?
8.11. В стеклянный цилиндр налита ртуть массой 1 кг. Остальную часть
объема цилиндра занимает воздух, причем оказывается, что объем
пространства над ртутью остается одним и тем
197
же при всех температурах от 0 до 100°С. Определите объем цилиндра.
Температурные коэффициенты линейного расширения стекла и объемного
расширения ртути соответственно равны 9 • 10-6 и 1,8 • 10-4К-*-
8.12. Стеклянный сосуд весит Ро. Этот же сосуд, наполненный ртутью, при
0°С весит Р\. Если сосуд нагреть до температуры t, то часть ртути
выливается и вес сосуда с ртутью оказывается равным Рч- Чему равен
температурный коэффициент объемного расширения стекла? Температурный
коэффициент объемного расширения ртути р?
8.13. В наполненном сосуде содержится керосин массой Мк и кусок железа
массой Мж. Если всей системе сообщить количество теплоты Q, то из сосуда
будет выливаться керосин объемом V. Определите температурный коэффициент
объемного расширения железа. Теплоемкостью и расширением сосуда
пренебречь. Работой расширения пренебречь.
8.14. Стальной брусок плавает в сосуде со ртутью в вертикальном
положении. При температуре 0°С в ртуть погружена 0,577 часть всего объема
бруска. На сколько изменится погруженная часть объема бруска, если
систему нагреть до 100°С? Температурные коэффициенты линейного расширения
стали и объемного расширения ртути соответственно равны 1,1 • 10-5 и 1,8
• 10-4К-1.
8.15. Вес куска металла, погруженного в известную жидкость, уменьшается
на Р\ при температуре t\ и на Рч при температуре /2 по сравнению с его
весом в воздухе. Определите температурный коэффициент линейного
расширения металла.
8.16. Стальной шарик массой т=100 г опущен на нити в керосин. На сколько
изменится натяжение нити, если всю систему нагреть от /i = 20°C до <2 =
50°С? Плотности стали и керосина при 0°С равны goc - 7,9 • 103 кг/м3, рок
= 800 кг/м3. Температурные коэффициенты линейного расширения стали и
объемного расширения керосина соответственно равны а =1,1 • 10~5К~', Р =
= 10-3К-1.
8.17. Два кубика массами тi и тч стоят на теплопроводящей подставке. На
сколько изменится общая теплоемкость кубиков, если один из них положить
на другой? Первый кубик железный, второй - медный.
Глава 9 ГАЗЫ
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ, ЗАКОНЫ И ФОРМУЛЫ
1. Состояние тел характеризуют совокупностью нескольких физических
величин, называемых параметрами состояния. Важнейшими параметрами
состояния газа являются его объем V, давление р и температура Т.
198
Состояние газа, при котором все его параметры при неизменных внешних
условия1; остаются постоянными сколь угодно долго, называют равновесным
Процессы, состоящие из непрерывной последовательности равновесных
состояний, называют равновесными. Параметры состояния газа, находящегося
в равновесном состоянии, связаны между собой уравнением состояния
f(p,V, П-0.
Самый простой вид уравнение состояния имеет для идеальных газов.
Идеальными называют газы, молекулы которых взаимодействуют друг с другом
лишь при соударениях (отсутствует межмолекулярное притяжение и
отталкивание) и объем молекул ничтожно мал по сравнению с объемом,
занимаемым газом. Кроме того, предполагается, что соударение молекул
происходит по законам абсолютно упругого удара. Реальные газы тем точнее
подчиняются законам идеальных газов, чем меньше их давление и выше
температура.
2. Для идеальных газов имеют место следующие экспериментальные законы.
