Повторительный цикл по физике - Грушин В.В.
Скачать (прямая ссылка):
9.16. Тонкая палочка длиной / = 40сл/, сделанная из материала плотностью р = 0,22 г/смг, шарнирно подвешена к потолку на высоте h так, что нижний ее конец погружен в жидкость (рис.56) плотность которой р0 = 0,8г/смъ. Определить длину погруженной части палочки I0.
9.17. Цилиндрическая пробирка с грузиком, имеющая площадь поперечного сечения S = 1см', плавает в воде вертикально, причем из воды высовывается часть пробирки высотой h = 5см. Какова минимальная плотность жидкости, в которой пробирка с грузиком не утонет, если суммарная масса пробирки и грузика M = 20г ? Плотность воды р0 = 103 кг/ м '.
9.18. В стакан, наполовину заполненный жидкостью плогностью р, опускают удерживаемый в вертикальном положении цилиндр, по высоте равный высоте стакана (рис.57). Цилиндр оказывается в равновесии, когда от его нижнего края до дна остается четверть высоты стакана. Чему равна плотность материала цилиндра, если его сечение S, а сечение стакана S0? Трения нет.
26 9.19. В трех одинаковых сообщающихся сосудах находится ртуть (рис.58). В левый сосуд налили слой воды высотой _ _ _
Л, =180лш, а в правый - высотой
h3 = 228мм. На сколько сместится уровень
ртути в среднем сосуде, если известно, что _
ртуть из левого и правого сосудов не вы- рис 58
тесняется водой полностью? Плотность ртути р = 13,6 • 103 кг/M2.
9.20. Однородный цилиндр длиной / плавает в вертикальном положении на границе двух не смешивающихся жидкостей с плотностями р, и р2, и делится этой границей пополам. Пренебрегая трением, найдите период малых вертикальных колебаний цилиндра.
10. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА
10.1. Считая кристаллическую решетку железа кубической, вычислить среднее расстояние г между центрами соседних атомов железа. Плотность железа р = 7,8-IO3 кг)Mi, молярная масса ц = 0,056кг/моль.
10.2. Какое понадобится время т, чтобы на поверхность стекла нанести слой серебра толщиной d = 5 мкм, используя для этого атомарный пучок с концентрацией атомов серебра « = 1018 .w ~3, движущихся со скоростью К = 0,39юи/с? Молярная масса серебра ц = 108г/моль, плотность р = 10,5 • IO3 кг/м3.
10.3. Давление идеального одноатомного газа P = 100кПа. Средняя энергия одной молекулы такого газа ? = 3-1021 Дж. Сколько молекул газа N содержится в объеме V = Iм3?
10.4. Определить молярную массу ц воздуха земной атмосферы, состоящей из кислорода (ц, = Ъ2г/моль) и азота (ц2 = 28г/моль). Процентное содержание кислорода т^ = 21 % по массе.
10.5. Определить плотность воздуха р вблизи поверхности Земли при стандартных условиях P0 = 0,\0\МПа, T0 = 21ЪК. Молярная масса воздуха ц = 29 г/моль.
10.6. В баллоне объемом V = 100л находится гелий под давлением P1 = 5 МП а при температуре T1 = 300К. Вентиль баллона дал течь, и, когда неисправность устранили, давление в баллоне оказалось рав-
27 ным P2 = 5,\МПа, но температура повысилась до T2 = 340/Г. Найти массу газа, вытекшего из баллона. Молярная масса гелия ц = 4 г/моль.
10.7. Найти при температуре T = 3 OOK среднеквадратичную скорость поступательного движения Vck молекулы водорода (ц = 2 г/моль) и пылинки массы т = 0,1 мг, взвешенной в воздухе.
10.8. Найти среднее расстояние между молекулами насыщенного водяного пара при температуре t = 100" С.
10.9. Два одинаковых сосуда, содержащие одинаковое число молекул азота, соединены краном. В первом сосуде средняя скорость молекул V1 = 400м/с, а во втором V2 =500м/с. Какой будет эта скорость, если открыть кран, соединяющий сосуды? Теплообменом с окружающей средой пренебречь.
10.10. После того как в комнате протопили печь, температура поднялась с tx = 15° С до t2 =21° С. На сколько процентов изменилось число молекул в комнате?
10.11. В замкнутом сосуде находится идеальный газ. Как изменится его давление, если средняя скорость его молекул увеличилась на т] = 40%?
10.12. Найдите среднюю энергию атома аргона, если V = 2кмоля этого газа в баллоне объемом V = Юл создают давление Р = \МПа.
11. ГАЗОВЫЕ ПРОЦЕССЫ
11.1. Закрытый с обеих сторон цилиндрический сосуд длиной L = 46см разделен на две равные части теплонепроницаемым поршнем. В обеих половинах сосуда находятся одинаковые массы газа при температуре / = 27°С. На сколько градусов надо повысить температуру газа в одной части цилиндра, чтобы поршень сместился на / = 2см ?
11.2. В запаянной с одного конца стеклянной трубке длиной / = 90см находится столбик воздуха, запертый сверху столбиком ртути высотой А = 30см, столбик ртути доходит до верхнего края трубки. Трубку осторожно переворачивают открытым концом вниз, причем часть ртути выливается. Какова высота столбика ртути, оставшейся в трубке, если атмосферное давление H = 150мм рт.ст.1
28 11.3. На рис.59 изображены графики изменения состояния идеального газа в круговых процессах. Каждый из указанных процессов изобразите в координатах Р,Т, V,T, P,V.
Рис. 60
Рис. 59
11.4. В закрепленном под углом а = 30° к горизонту цилиндре с открытым верхним концом (рис.60) может без трения двигаться поршень массой яг = 1кг и площадью S = 1 Ocm2 , герметично прилегая к стенкам цилиндра. Под поршнем находится воздух. Поршень выдвигают настолько, чтобы объем воздуха, находящегося под ним, увеличился вдвое, и отпускают. Определить ускорение поршня в этот момент. Атмосферное давление P0 = 100кПа. Температура воздуха постоянна.
