Сборник задач по физике с решениями и ответами. Часть II -
Скачать (прямая ссылка):
ЗАДАЧИ
5.1. В тающий снег поместили пробирку со льдом, имеющим температуру О 0C. Будет ли таять лед в пробирке?
5.2. Почему электрическая лампочка заполняется инертным газом до давления, существенно меньшего атмосферного?
5.3. Вода в стакане замерзает при О °С. Если это воду расчленить на маленькие капельки, то вода в некоторых из них может быть переохлаждена до -40 0C. Так, капельки воды, из которых состоят облака, обычно начинают замерзать при температуре ниже -17 °С. Как объяснить этот факт?
5.4. Как можно охладить воду ниже 0 °С так, чтобы она не замерзала?
5.5. Почему при первых морозах водоемы легче замерзают, если идет снег?
5.6. Какое вещество служит лучшим охладителем — речной лед или снег, взятые при одинаковой температуре?
5.7. Как можно нагреть воду выше 100 °С так, чтобы она не закипала?
5.8. Может ли кипеть вода в кастрюле, плавающей в другой кастрюле с кипящей водой?
5.9. Имеется сосуд с расплавленным веществом и кусочек того же вещества в твердом состоянии. Как, не дожидаясь затвердевания, предсказать, что произойдет с объемом вещества при переходе в твердое состояние?
5.10. Пламя горелки коптит. Если подвести сверху вертикальную стеклянную трубку, то копоть пропадает, однако появляется снова, если трубку закрыть сверху. Объясните это явление.
28 5.11. Нормальная температура человека равна 36,4-36,6 °С. Почему человеку не холодно при 25 °С и очень жарко при 37 °С?
5.12. Известно, что для измерения температуры ртутным термометром нужно 5-10 мин, а для того, чтобы сбросить ртуть, когда термометр вынут, достаточно иногда секунды. Почему это происходит?
5.13. Почему ожоги паром опаснее ожогов кипятком?
5.14. Почему крупные озера редко сразу замерзают от берега до берега, в то время как малые на той же широте покрываются сплошным слоем льда?
5.15. Возможно ли понизить температуру воздуха в помещении, если открыть дверцу включенного в электросеть бытового холодильника?
5.16. Каким образом можно увеличить внутреннюю энергию горячего тела за счет уменьшения внутренней энергии холодного тела?
5.17. На рисунках (а, б) даны графики изменения объема свинца и воска при нагревании. На каком из графиков представлена соответствующая зависимость для свинца, а на каком для воска?
5.18. Два образца одного металла, об-
Т, 0C
ладающие различной температурой, при- лп і
вели в соприкосновение. По графику за- 30
висимости температуры образцов от 20 времени определить, у какого из образ- ,, _
цов масса больше. Потери тепла во
U с
внешнюю среду отсутствуют.
29 5.19. Нагретое тело опустили в сосуд с жидкостью. По графику зависимости температуры тела и сосуда с жидкостью от времени определить, чья теплоемкость больше: тела или сосуда с жидкостью. Потери тепла во внешнюю среду отсутствуют.
5.20. По графикам зависимости температуры тел от сообщенной им теплоты определить, у какого из тел удельная теплоемкость больше, если массы тел равны.
5.21. По графикам зависимости температуры тел от сообщенной им теплоты определить, у какого из тел больше
масса, если удельные теплоемкости тел ?
ды г = 2,54 10 Л5
одинаковы
5.22. Из колбы, в которой находилось т = 515 г воды при 0 0C, откачивают воздух и водяные пары, благодаря чему часть воды в колбе замерзает. Определить массу образовавшегося льда. Удельная теплота парообразования во-
Дж/кг, удельная теплота плавления льда
X = 3,35 IOj Дж/кг.
5.23. До какой температуры нужно нагреть алюминиевый куб, поставленный на лед при t = 0 °С, чтобы куб полностью в него погрузился? Испарением воды пренебречь. Удельная теплоемкость
алюминия с = 9,2-10" Дж/(кг-град), удельная теплота плавления льда X = 3,35 -IO5 Дж/кг, плотность льда и алюминия, соответственно, P1 =0,9 г/см3 и P2 =2,7 г/см3.
5.24. В алюминиевый чайник массой W1 = 0,5 кг налили воду в количестве W2 = 2,0 кг при температуре Z1 = 20 °С и поставили на
30 электроплитку с КПД r| = 30 %. Плитка потребляет мощность N = 5,0 • 10 Вт. Через какое время масса воды в чайнике уменьшится на Am = 100 г? Удельная теплоемкость алюминия C1 = 9,0 • 10 Дж/(кг-К);
удельная теплоемкость воды C2 =
о
= 4,2-10 Дж/(кг-К);
удельная теплота парообразования для воды
г = 2,3 -IO6 Дж/кг.
5.25. Теплоизолированный сосуд содержит смесь, состоящую из Otj =2,0 кг льда и W2 =10 кг воды при общей температуре ?! = 0 °С. В сосуд подают водяной пар при ?2 = 100°С в количестве /«3 =2,0 кг. После установления равновесия в сосуде будет находиться вода. Какова будет ее температура? Удельная теплоемкость воды с = 4,2 10 Дж/(кг-К); удельная теплота плавления льда X = 3,3 -IO5 Дж/кг; удельная теплота парообразования для воды
г = 2,3-IO6 Дж/кг.
5.26. Какое количество природного газа надо сжечь, чтобы /Я] = 4,0 кг льда, взятого при = -20 °С, превратить в пар с температурой /2 = 100°С. КПД нагревателя Г| = 60 %. Удельная теплота
п
сгорания газа q = 3,4 -10 Дж/кг, удельная теплота парообразования для воды г = 2,3 • IO6 Дж/кг; удельная теплоемкость льда C1 =2,1-10" Дж/(кг-К); удельная теплоемкость воды C2 = = 4,2 -103 Дж/(кг-К);
