uzluga.ru
добавить свой файл

1.   Для нагревания некоторого количества воды от 0 °C до кипения (при нормальном атмосферном давлении) понадобилось 15 минут. После этого 1 час 20 минут потребовалось для обращения всей воды в пар при тех же условиях. Определите удельную теплоту парообразования воды. Считать мощность тепловых потерь постоянной.   [ L = 2,24 МДж/кг ]

2.   В калориметр, содержащий m1 = 250 г воды при температуре t1 = 15 °C, бросили m2 = 20 г мокрого снега. Температура в калориметре понизилась на Δt1 = 5 °C. Сколько воды было в снеге? Теплоемкостью калориметра пренебречь.   [ m = 7 г ]

3.   Кусок свинца неупруго ударяется о препятствие со скоростью ^ 350 м/с. Какая часть свинца расплавилась, если все количество теплоты, выделившееся при ударе, поглощается свинцом? Температура свинца перед ударом t1 = 27 °C, удельная теплоемкость свинца c = 130 Дж/(кг×°С), удельная теплота плавления свинца λ = 25 кДж/кг, температура плавления свинца tпл = 327 °C.   [ α = 0,89 ]

4.   В чашке находилось 500 г льда при температуре −5 °C. В нее вливают 200 г воды, имеющей температуру 80 °C. Какая температура установится в чашке? Что в ней находится?   [ 385 г воды и 315 г льда при температуре 0 °C. ]

5.   При нормальном атмосферном давлении в открытый калориметр помещают одинаковое количество воды (при температуре +t °C) и льда (при температуре –t °C). Какая максимальная доля льда может при этом расплавиться?   [ α = 0,63 ]

6.   После опускания в воду, имеющую температуру ^ 10 °C, тела, нагретого до 100 °C, через некоторое время установилась общая температура 40 °C. Какой станет температура воды, если, не вынимая тела, в воду опустить еще одно такое же тело, нагретое до 100 °C? Теплоемкостью калориметра и испарением воды пренебречь.   [ t = 55 °C ]

^ 7.   Свинцовая пуля массой m1 = 9,0 г, имеющая скорость v = 500 м/с и температуру t1 = 250 °C, попадает в стоящую на гладкой горизонтальной поверхности свинцовую гирю массой m1 = 100 г и застревает в ней. Определите конечную температуру пули и гири, если начальная температура гири t2 = 20 °C. Теплообменом с окружающей средой пренебречь.   [ t ≈ 112 °C ]

8.   На плите стоит кастрюля с водой. При нагревании температура воды увеличилась от 90 °C до 95 °C за одну минуту. Какая доля теплоты, получаемой водой при нагревании, рассеивается в окружающем пространстве, если время остывания той же воды от 95 °C до 90 °C равно 9,0 минутам?   [ α = 0,1 ]

9.   Электрокипятильник со спиралью сопротивлением 160 Ом поместили в сосуд, содержащий 0,50 л воды при 20 °C и включили в сеть напряжением 220 В. Через 20 минут кипятильник выключили. Сколько воды выкипело? Считать, что вся подводимая теплота пошла на нагревание воды.   [ m = 85 г ]

10.   Электрический нагреватель имеет три одинаковые спирали. Две параллельно соединенные спирали подключены последовательно с третьей. Нагреватель опущен в сосуд с водой. Спустя τо = 9 мин, когда вода нагрелась от температуры t1 = 20 °С до температуры t2 = 50 °С, спираль в параллельном соединении перегорела. На сколько больше времени из-за этого придется ждать, пока вода закипит? Потери теплоты не учитывать, напряжение на клеммах постоянно.   [ Δτ = 5 мин ]

^ 11.   Из ведра налили в кастрюлю некоторое количество воды, затем поставили кастрюлю на нагреватель и через 30 минут вода в ней закипела. Тогда из того же ведра зачерпнули еще некоторое количество воды и долили в кастрюлю. При этом температура воды в кастрюле понизилась на 12 °С. Через 5 минут после этого вода в кастрюле закипела. Какова температура воды в вере. Теплообмен воды с внешней средой не учитывать.   [ t = 16 °C ]

^ 12.   В теплоизолированном сосуде находится смесь льда массой m = 2,1 кг и воды. После начала нагревания температура смеси оставалась постоянной в течение времени t1 = 11 мин, а затем за время t2 = 4 мин повысилась на Δt = 20 °C. Определите массу смеси, если считать, что количество теплоты, получаемое системой в единицу времени, постоянно. Удельная теплота плавления льда λ = 330 кДж/кг, а удельная теплоемкость воды c = 4,2 кДж/(кг×К). Теплоемкостью сосуда пренебречь.   [ M = 3 кг ]

13.   В комнате на столе стоят два одинаковых стакана. Температура в комнате ^ 20 °C. В первый стакан быстро наливают воду температурой t = 0 °C, а во второй кладут кусочек льда массой Δm = 10 г и той же температуры и наливают m − Δm = 190 г воды температурой 0 °C. Температура воды в первом стакане через время t1 = 2 мин увеличилась на Δt = 1 °C. Через какое время после заполнения второй стакан нагреется до той же температуры? Удельная теплота плавления льда λ = 336 Дж/г, теплоемкость воды c = 4,2 Дж/(г×К). Теплоемкостью стаканов пренебречь.   [ τ2 = 10 мин ]

14.   Определите температуру воды в сосуде, если в него налили одну кружку воды при температуре t1 = 40 °С, четыре кружки воды при температуре t2 = 30 °С и пять кружек воды при температуре t3 = 20 °С. Потери теплоты не учитывать.   [ t = 26 °C ]

15.   Железный шарик (ρ = 7800 кг/м3) радиусом R = 10 см, нагретый до температуры t1 = 500 °С, положили на лед, температура которого t2 = 0 °С. На какую глубину погрузится шарик в лед? Теплопроводностью шарика и нагреванием воды пренебречь. Считать, что шарик погрузился в лед полностью. Удельная теплоемкость железа 460 Дж/(кг × °С), удельная теплота плавления льда 3,3×105 Дж/кг, плотность льда 900 кг/м3.

[ h = (

4 

ρ1Rct1

2

2λ)

1

. ]

3

3

ρ2λ

16.   Известно, что толщина ледников (как и высота гор) ограничена. Оцените максимальную толщину ледника на Земле. Удельная теплота плавления льда λ = 332 кДж/кг. Ускорение свободного падения g = 9,8 м/с2.   [ H ≈ 34 км ]

17.   Кусок льда с вмерзшими в него свинцовыми дробинками общей массой 200 г осторожно опускают в стакан калориметра, доверху наполненный водой. Часть воды при этом выливается и в дальнейшем теплообмене не участвует. Когда система пришла в состояние теплового равновесия, оказалось, что температура воды в калориметре 20 °С. Начальные температуры воды – 40 °С, льда – (−20 °С). Масса воды в калориметре была 1,2 кг. Определите объемное содержание свинца в куске льда. Теплоемкостью калориметра пренебречь. Удельная теплоемкость воды 4,2×103 Дж/(кг×°C), льда 2,1×103 Дж/(кг×°C), свинца 138 Дж/(кг×°C). Плотность льда 900 кг/м3, свинца 11,3×103 кг/м3. Удельная теплота плавления льда 3,35×105 Дж/кг.   [ η ≈ 0,8 % ]

18.   Теплоизолированный сосуд частично заполнили водой. Находящийся в комнате точный водяной термометр опускают в воду. На сколько процентов его показание будет отличаться от первоначальной температуры воды, если теплоемкость термометра меньше теплоемкости сосуда с водой в n раз, а температура в комнате по сравнению с температурой сосуда с водой – в m раз?

[ ε =

m − 1

100 % ]

m(n + 1)

^ 19.   Из ведра налили в кастрюлю некоторое количество воды, затем поставили кастрюлю на нагреватель и через 30 минут вода в ней закипела. Тогда из того же ведра зачерпнули еще некоторое количество воды и долили в кастрюлю. При этом температура воды в кастрюле понизилась на 12 °С. Через 5 минут после этого вода в кастрюле закипела. Какова температура воды в ведре? Теплообмен воды с внешней средой не учитывать.   [ t1 = 16 °С]

20.   В теплоизолированный цилиндрический сосуд поместили кусок льда массой M при t = 0 °C и прочно прикрепили ко дну. Затем залили этот лёд водой такой же массой M. Вода полностью покрыла лёд и достигла уровня H = 20 см. Определите, какова была температура воды, если после установления теплового равновесия уровень воды в сосуде опустился на h = 0,4 см. Плотность воды и льда равны 1000 и 920 Дж/(кг×°C) соответственно. Удельная теплота плавления льда λ = 330 кДж/кг.

[ tB =

λh(ρ − ρЛ)

≈ 37,7 °C ]

cH(ρ + ρЛ)



^ Задача 1. «Работа»
Двое рабочих решили выкопать цилиндрический колодец глубиной H = 2 м. В ходе работы между рабочими возник вопрос, до какой глубины h следует копать первому рабочему, чтобы работа оказалась распределенной поровну? Рабочие решили проконсультироваться у специалиста, которым оказались Вы. Считайте, что грунт однородный и что рабочие поднимают его до поверхности Земли.
Примечание: возможно, вам понадобится формула объема цилиндра V = S • H, где S — площадь круга, H — высота цилиндра.

Задача 2. «Переправа»
Человек, стоящий на берегу реки шириной в 100 м, хочет переправиться на другой берег, в прямо противоположную ему точку. Он может это сделать двумя способами:

  1. плыть все время под углом к течению, так что результирующая скорость будет все время перпендикулярна берегу;

  2. плыть прямо к противоположному берегу, а расстояние, на которое его снесет течением, пройти затем по берегу пешком.

Какой способ позволит переправиться скорее? Плавает он со скоростью ^ 4 км/ч, а идет со скоростью 6,4 км/ч, скорость течения 3 км/ч.
Примечание: в прямоугольном треугольнике квадрат гипотенузы равен сумме квадратов его катетов.

^ Задача 3. «По дороге в школу»
Петя ездит в школу на автобусе, который всегда ходит точно по расписанию. Его дом стоит на обочине дороги между остановками A и B на расстоянии l от остановки A. Расстояние между остановками равно L. Автобус едет в направлении от A к B с постоянной скоростью v. Найдите, за какой минимальный промежуток времени до прибытия автобуса на остановку B должен выходить из дома Петя, чтобы успеть на него, если Петя ходит со скоростью u, а время, в течение которого автобус стоит на остановке, пренебрежимо мало по сравнению с нахождением Пети в пути.

^ Задача 4. «Масса, рычаг»
Петя решил определить массу учебника физики с помощью рычага. В распоряжении Пети имеется неоднородный по плотности рычаг, груз массой m1 = 100 г с крючком, и, учебник по физике массой m2. Петя собрал экспериментальную установку (смотрите рисунок), и стал проводить измерения (смотрите таблицу). Определите массу учебника, пользуясь данными, полученными Петей. Можно ли по данным таблицы определить массу рычага?
Примечание: если неоднородный по плотности рычаг подвесить за середину, то он не будет в равновесии.

^ Задача 5. «Измерение»
Пете учитель поручил экспериментально определить число витков намотанных на магнитофонную бобину. С помощью линейки Петя определил радиус магнитофонной бобины (с пленкой) он оказался равен R, а радиус (без пленки) — r. От старшего брата он узнал скорость движения ленты v, а время полного проигрывания он и сам знал: t. Затем он задумался: пожалуй, хватит, и взялся за ручку. Определите и Вы число намотанных витков на бобину, воспользовавшись данными, которые получил Петя.


1. Пластмассовый брусок плавает в воде. Как изменится глубина погружения бруска в воду, если поверх воды налить слой масла, полностью покрывающий брусок?

2. Полый алюминиевый шар, плавающий в воде, погрузился на 3/5 своего объема. Какую часть объема шара занимает полость?

3. Первую треть пути велосипедист проехал со скоростью 15 км/ч. С какой скоростью он проехал оставшуюся часть пути, если средняя скорость на всем пути оказалась равной 20 км/ч?

4. В колориметр, содержащий 200 г воды при температуре 8 °С, вбросили 300 г льда при температуре −20 °С. Определите содержимое колориметра после установления теплового равновесия.

5. В открытый цилиндрический сосуд налили ртуть и воду в равных по массе количествах. Общая высота двух слоев жидкостей 29,2 см. Найдите давление на дно сосуда.