Физика в задачах для поступающих в вузы - Турчина Н.В.
ISBN 978-5-94666-452-3
Скачать (прямая ссылка):
8.12.21. В U-образный монометр налита ртуть (рис. 8.12.5). В открытом колене монометра ртуть находится на высоте Ah = = 10 см выше, чем в закрытом при нормальном атмосферном давлении. При этом свободная от ртути часть закрытого колена имеет длину I0 = 20 см. Когда открытое колено подсоединили к баллону с воздухом, разность уровней увеличилась и достигла значения Ah1 = 26 см. Найдите давление воздуха в баллоне.
8.12.22. В цилиндрический сосуд высотой H через крышку вертикально вставлена немного не доходящая до дна сосуда тонкостенная трубка длиной I (рис. 8.12.6). Соединение крышки с сосудом и трубкой герметично. В сосуд через трубку наливают жидкость. Найдите высоту уровня жидкости в сосуде, когда трубка целиком заполнится жидкостью. Атмосферное давление Po, плотность жидкости р.
8.12.23. В двух закрытых сообщающихся сосудах над поверхностью ртути находится воздух при температуре T и давлении p. Уровни ртути в сосудах расположены на расстоянии H от крышек.
Po'.
Po
1Ah
Рис. 8.12.4
Рис. 8.12.5
Рис. 8.12.6
176
Площадь поперечного сечения первого сосуда вдвое больше, чем второго (рис. 8.12.7). При нагревании воздуха во втором сосуде давление воздуха в первом сосуде возрастает в 2 раза. До какой температуры нагревался воздух во втором сосуде? Температура воздуха в первом сосуде остается постоянной, плотность ртути р, давление паров ртути не учитывать.
8.12.24. Запаянная с обоих торцов тонкая трубка расположена горизонтально и откачана до давления p = 700 мм рт. ст. В трубке на расстояниях Z1 = 50 мм и Z2 = 100 мм от ее торцов находится столбик ртути длиной Z0 = 200 мм (рис. 8.12.8). Трубку приводят в движение с ускорением а = 14,7 м/с2, направленным влево. На какое расстояние х сместится столбик ртути в трубке? Температуру считать постоянной.
1 11 \ 2
V, •*.
к к h
Рис. 8.12.7
Рис. 8.12.8
8.12.25. Трубка длиной Z и сечением S запаяна с одного конца и подвешена к динамометру открытым концом вниз. В трубке находится воздух, запертый столбиком ртути, доходящим до открытого конца трубки. Динамометр показывает силу F. С каким ускорением а нужно поднимать систему, чтобы показания динамометра возросли вдвое? Атмосферное давление Р0. Сопротивлением воздуха и массой трубки пренебречь.
Глава 9. ТЕРМОДИНАМИКА
9.1. Нагревание и охлаждение твердых тел и жидкостей
9.1.1. Шары, изготовленные из латуни и стали, массой m = 1 кг каждый, нагревают на At = 1 °С. На сколько изменится внутренняя энергия каждого шара?
177
9.1.2. При охлаждении куска льда массой m = 0,5 кг от температуры ti = 0 °С до t2 = -40 °С его внутренняя энергия уменьшается на AW = 42 кДж. Найдите теплоемкость куска льда и удельную теплоемкость льда.
9.1.3. Найдите количество теплоты, необходимое для нагревания песка, объем которого F = 1 м3, от температуры ti = 20 °С до t2 = 80 °С. Плотность песка р = 2,5 • 103 кг/м3, удельная теплоемкость с = 840 Дж/(кг • К).
9.1.4. Алюминиевая кастрюля массой mi = 300 г вмещает F = 1 л воды. Какое количество теплоты необходимо, чтобы нагреть в этой кастрюле воду от температуры ti = 15 °С до t2 = 100 °С?
9.1.5. При охлаждении куска латуни массой m = 400 г до температуры t2 = 30 °С выделилось количество теплоты Q = 2 кДж. Найдите температуру латуни до охлаждения.
9.1.6. Кусочек меди массой m = 200 г нагревают от температуры ti = 20 °С до t2 = 120 °С. Постройте график зависимости температуры меди от полученного количества теплоты.
9.1.7. С какой высоты должен упасть кусочек пластилина, чтобы при ударе о землю он нагрелся на At = 1 °С? Удельная теплоемкость пластилина с = 2,5 кДж/(кг • К).
9.1.8. На какую высоту можно было бы поднять груз массой mi = 10 кг, если бы полностью удалось использовать энергию, выделяющуюся при остывании капли воды массой m2 = 1 г от температуры ti = 100 °С до t2 = 0 °С?
9.1.9. Бензовоз, двигавшийся со скоростью v = 54 км/ч, резко затормозил и остановился. На сколько градусов поднялась температура перевозимого в цистерне бензина? Удельная теплоемкость бензина с = 2200 Дж/(кг • К).
9.1.10. Свинцовая дробинка, летящая со скоростью v = 100 м/с, попадает в стену и застревает в ней. На сколько градусов изменится температура дробинки, если п = 52% выделившегося при ударе количества теплоты пошло на ее нагревание?
9.1.11. Стальной шарик падает свободно с высоты Ai = 10 м на горизонтальную поверхность и подпрыгивает на A2 = 1 м. На сколько поднимется температура шарика после удара, если П = 60% количества теплоты, выделившегося при ударе, получает шарик?
9.1.12. У молотка массой M = 0,5 кг перед ударом по гвоздю скорость v = 5 м/с. Оцените повышение температуры железного гвоздя массой m = 15 г после десяти таких ударов. Считать, что гвоздь полностью поглощает всю выделившуюся теплоту.
9.1.13. Свинцовая пуля, летящая горизонтально со скоротью v = 100 м/с, пробила брусок, который лежит на гладком горизон-
178
тальном столе, и вылетела из него, потеряв половину своей скорости. На сколько изменилась температура пули? При ударе на нагревание пули пошло п = 26% выделившегося количества теплоты. Масса буска в n = 10 раз больше массы пули.
