Справочник по физике для поступающих в ВУЗы - Гаевой А.И.
Скачать (прямая ссылка):
203- Стеклянная трубка имеет форму, показанную на рис. 47. Длина каждого звена 10 см, а внутренний радиус самой узкой части равен г — 0,1 мм. Трубку опускают вертикально в сосуд с водой,
а затем медленно, без толчков, поднимают. Как будет перемещаться уровень воды в трубке? а = 0,073 н/м.
„ 204. При определении коэффициента поверхностного натяжбнйя спирта методом отрыва капель 'было отсчитано п= 500 капель, которые заняли объем V =4,5 см6. В момент отрыва капель диаметр шейки, образующейся перед отрывом капли, d = 1 мм. Вычислить коэффициент поверхностного натяжения спирта. Плотность спирта р = 0,8 • 10» кг/м*.
205. Какую работу против сил поверхностного натяжения надо произвести, чтобы выдуть мыльный пузырь диаметром d = 4 сж? Коэффициент поверхностного натяжения мыльной воды а = 0,045 н/м.
206. Железная балка наглухо заделана между двумя стенами при температуре 0°С.
Какое давление она будет производить на стены при повышении температуры до t =
= 20° С? а = 12 - 10“« град-i, ? = 19,6Х XlO4 н/мм*. Почему длниа балкн ие играет роли при вьтснении величины давлений?
207. Стальная проволоке длиной / = 2,8 м и площадью поперечного сечения S = 1 мм2 укреплена одним концом в подвесном устройстве таким образом, что может легко совершать колебания в вертикальной плоскости. К проволоке подвешен груз весом P= 70 к. Вытянутую проволоку с грузом отклоняют на угол 90° и отпускают. Onpfe делить удлинение проволоки в момент прохождения грузом нижней точки траектррин. Весом проволоки пренебречь. E = 19,6 X
X 10« н/м*.
208. Железный стержень длиной t — 50 см и площадью поперечного сечения S = 6,25 см2 нагревают на At = 400° С. Какую работу производит Стержень прн остывании? Модуль Юнга для железа E = 19,6 • IO10 hJm\
209. С какой силой давнт на стены наглухо закрепленный в них железный стержень площадью поперечного сечения S = 20 см* при повышении его температуры на 30° С? Модуль Юнга для железа E = 19,6 • IO10 н/м*.
Глава XII. ТЕПЛОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ § 70. Развитие учення о природе теплоты
Тепловой анергией Солнца человечество пользовалось с древнейших времен. Затем люди начали пользоваться для бытовых нужд тепловой энергией, выделяемой при сгорании топлива. Следующий
Рис. 47.
шаг в применении тепловой энергии сделав во II в., когда Герои создал специальный механизм, приводимый в движение паром. Ho этот механизм был несовершенен и остался (без внимания со стороны научно-технической мысли. Лишь в XVI—XVIII вв. изобретатели Леонардо да Винта, Папин, Ньюкомен и др. создали установки, в которых использовалась тепловая энергия для получения работы. Правда, и эти установки были несовершенными, а следовательно, и непригодными для непосредственного заводского применения.
Первая паровая машина, пригодная для промышленных целей, создана русским теплотехником-самоучкой И. И. Прлзуновым в 1765 г. иа Алтае; им построена первая в мире двухцилиндровая машина непрерывного действия. Однако в условиях феодально-крепостнической России изобретение Ползу нова не получило широкого применения. В 1784 г. англичанин Д. Уатт построил более совершенную паровую машину, нашедшую широкое применение иа заводах и фабриках, в сухопутном и водном транспорте. XVIII век назвали веком пара.
Одновременно с опытным изучением законов тепловых явлений шло и теоретическое осмысление ах. С начала XVIII в. теплоту было принято считать особым невесомым веществом — так называемым теплородом. Считалось, что увеличение количества теплорода в теле вызывает повышение, а убыль — понижение температуры. Первую глубокую кришку теплорода и новый взгляд на теплоту высказал великий .русский ученый М. В. Ломоносов в 1744 г. в своей работе «Размышление о причине теплоты и холода».
Представления Ломоносова о теплоте получили полное признание лишь спустя 100 лет, благодаря работам Румфорда . и Дэви. В 1798 г. Румфорд обратил внимание на выделение большого количества теплоты при сверлении пушечных жерл. Объяснить при помощи теории теплорода это явление не удалось, так как оказалось, что стружки имеют удельную теплоемкость не меньшую, а такую же, как и сплошной кусок металла. Румфорд пришел к выводу, что теплота сама по себе является формой движения. Еще с большей очевидностью эта мысль была подтверждена опытом Дэви в 1799 г., который наблюдал плавление льда теплом, выделившимся при трения одного куска льда о другой в вакууме, при температуре —2°С. Это явление также никак нельзя было объяснить на основании теории теплорода, потому что удельная теплоемкость воды больше удельной теплоемкости льда.
Еще Ломоносов ответил на вопрос, что такое теплота. Согласно его воззрениям, сущность теплоты—в движении частиц, образующих тело. По молекулярно-кинетической теории тело более высокой температуры отличается от тела более низкой температуры тем, что в Первом средняя кинетическая Энергия хаотического движения молекул больше. Повышение температуры тела означает увеличение сред-
150
ней скорости хаотического движения его атомов или молекул, понижение температуры, наоборот,— уменьшение средней скорости этого движения.
