Подготовка к вступительным экзаменам в МГУ. Физика - Гомонова А.И.
Скачать (прямая ссылка):
поршень, если температуру в обеих частях цилиндра поддерживают
неизменной? Площадь основания цилиндра S = 0,01 м2, давление насыщенного
пара при температуре t = 100° С равно рн = 105 Па. Ускорение свободного
падения принять g = 10 м/с2.
2.3.7. Определить массу воды т, которую теряет человек за т = 1 час в
процессе дыхания, исходя из следующих данных. Относительная влажность
вдыхаемого воздуха f\ =60%, относительная влажность выдыхаемого воздуха/г
=100%. Человек делает в среднем п = 15 вдохов в минуту, вдыхая каждый раз
V = 2,5 л воздуха. Температуру вдыхаемого и выдыхаемого воздуха принять Г
= 36° С; давление насыщенного водяного пара при этой температуре ря = 5,9
кПа. Молярная масса воды М = 18 г/моль, универсальная газовая постоянная
R = 8,3 Дж/(моль • К).
2.3.8. В чайник налили воды при температуре t = 10° С и поставили на
электроплитку. Через время т, =10 мин вода закипела. Через какое время т2
вода полностью выкипит? Удельная теплоемкость воды с = 4,2 кДж/(кг-К),
удельная теплота парообразования г = 2,3 МДж/кг. Температура кипения воды
гк = 100° С.
2.3.9. В калориметре находилось Wj = 400 г воды при температуре ?1 =
5° С. К ней долили еще m2 = 200 г воды при температуре ?2 = 10° С и
положили т% = 400 г льда при температуре ?з = - 60° С. Какая масса т льда
оказалась в калориметре после установления теплового равновесия? Удельные
теплоемкости воды и льда, соот-
134
Изменение агрегатного состояния вещества
ветственно, св = 4,2 Дж/(г- К), сл = 2,1 Дж/(г • К), удельная теплота
плавления льда А, = 330 Дж/г. Теплоемкостью калориметра пренебречь.
2.3.10. На примус поставили открытую кастрюлю с водой при температуре
t = 20° С и сняли ее через х = 40 мин. Найти объем Vx оставшейся в
кастрюле воды, если начальный объем воды составлял V = 3 л. В примусе
каждую минуту сгорает т = 3 г керосина, удельная теплота сгорания
которого h = 40 кДж/г, КПД примуса (относительная доля выделившегося
тепла, идущая на нагревание воды) г| = 42%, теплоемкость и удельная
теплота парообразования воды соответственно с = 4,2 кДж/(кг • К), г = 2,1
МДж/кг, плотность воды рв = 103 кг/м3, температура кипения воды tK = 100°
С. Теплоемкостью кастрюли пренебречь.
2.3.11. Нагретый металлический порошок высыпают в жидкость массой т,
находящуюся при температуре Масса порошка равна М, его удельная
теплоемкость с. Когда установилось тепловое равновесие, оказалось что
температура системы равна Т2 и масса жидкости уменьшилась на Ат .
Удельная теплоемкость жидкости равна ci, ее удельная теплота
парообразования г, температура кипения Гк. Найти температуру Гз, которую
имел нагретый порошок.
2.3.12. Тигель, содержащий некоторое количество олова, нагревают на
плитке, выделяющей в единицу времени постоянное количество тепла. За
время т0 = 20 мин температура олова повысилась от ti = 20° С до /2 = 70°
С, а еще через х = 166 мин олово полностью расплавилось. Найти удельную
теплоемкость олова с, если его температура плавления t^ = 232° С, а
удельная теплота плавления X = 58,5 кДж/кг. Теплоемкостью тигеля и
потерями тепла пренебречь.
2.3.13. Железнодорожный вагон массой М\ = 60 т, движущийся со
скоростью v0 = 7,2 км/ч, сталкивается с неподвижно стоящим вагоном массой
Мг = 40 т. После столкновения вагоны приобретают одну и ту же скорость и
движутся как единый состав. Какой объем воды V можно было бы довести до
кипения, если всю энергию, вы-
Задачи
135
делившуюся при столкновении вагонов, удалось бы обратить в нагрев воды?
Начальная температура воды /о = 20° С, температура кипения воды /к = 100°
С, удельная теплоемкость воды с = 4,2 • 103 Дж/(кг • К), плотность воды р
= 103 кг/м3.
2.3.14. В теплоизолированном сосуде в начальный момент находится
одноатомный газ при температуре 7о = 300 К и кусочек железа массы т = 0,2
кг, нагретый до температуры Т\ = 500 К. Начальное давление газа ро = 105
Па, его объем V0 = 1000 см3, удельная теплоемкость железа с = 0,45
кДж/(кг • К). Найти давление газа в равновесном состоянии, считая объем
газа неизменным.
2.3.15. Толстостенный сосуд массой m = 1 кг изготовлен из материала,
удельная теплоемкость которого с = 100 Дж/(кг-К). Сосуд содержит v = 2
моля одноатомного газа, объем которого V = 500 см3 остается неизменным.
Системе сообщают количество тепла Q = 300 Дж. Найти изменение давления
газа Др . Универсальную газовую постоянную принять R = 8,3 Дж/(моль • К).
2.3.16. Некоторое количество воды нагревается электронагревателем
мощностью W = 500 Вт. При включении нагревателя на время /1 = 2 мин
температура воды повысилась на АТ - 1 К, а при его отключении -
понизилась за время t2 = 1 мин на ту же величину
АТ . Какова масса m нагреваемой воды, если потери тепла за счет рассеяния
в окружающую среду пропорциональны времени? Удельная теплоемкость воды с
- 4,19 • 103 Дж/(кг • К).
136
Электростатика
3. Электродинамика
3.1. Электростатика Вопросы программы
• Электрические заряды. Элементарный электрический заряд. Проводники
