Решение задач по физике. Онлайн-база готовых решений.
Поиск по задачам:
Вход на сайт
9745.
В узкой запаянной с одного конца стеклянной трубке находится воздух,
отделенный от наружного воздуха столбиком ртути длиной h = 2 см
Когда трубка расположена вертикально открытым концом вниз, длина
воздушного столба l1=0,39 м; когда же трубка расположена вертикально.
9746.
В теплоизолированном цилиндре под поршнем находится 20 г гелия.
При бесконечно медленном перемещении поршня газ переводится из
состояния, которому отвечают объем V1 = 32 • 10-3м3 и давление р1 = 4 • 105 Па,
в состояние, при котором объем V2 = 9 • 10-3м3 и давление p2 = 15,5 • 105 Па.
Какова будет наибольшая температура газа при этом процессе, если
давление газа является линейной функцией объема?
9747.
В сосуде, объем которого V=5 л, находится кислород массой
m = 4 г при температуре t = 13°C. Определите внутреннюю энергию газа
и давление газа на стенки сосуда.
9748.
Некоторая масса азота заключена в сосуде, емкость которого 2 л.
Температура азота 27°С, давление газа на стенки сосуда р=10-6 мм рт. ст.
Определите: сколько молекул азота содержится в сосуде, массу азота
в сосуде, внутреннюю энергию данного газа.
9749.
Скорость упорядоченного движения молекул относительно земли и,
концентрация молекул n0, масса каждой молекулы m Перпендикулярно
к скорости молекулярного пучка поставлен экран. Экран движется
навстречу молекулам с постоянной относительно земли скоростью u. Газ и экран
имеют одинаковую температуру.
Определите, насколько уменьшится давление, производимое на экран,
если экран остановится и упорядоченное движение молекул прекратится.
9750.
По нити, натянутой в трубке с высоким вакуумом, идет
электрический ток. При этом происходит эмиссия электронов. Вероятность
испускания электронов нитью в течение некоторого малого промежутка времени
Δt равна р.
Определите: средний заряд Q, испущенный нитью за время t, диспер-
дисперсию заряда (ΔQ2) за это же время, отношение дисперсии тока (ΔI2) к
среднему току I, стандартное отклонение тока.
9751.
Концентрация молекул идеального газа n0, температура газа Т, масса
молекул m. Газ находится в тепловом равновесии. Определите число
молекул газа, ударяющихся в единицу времени об единицу поверхности сосуда.
9752.
Определите долю молекул водорода, модули скоростей которых
при температуре t=27°С лежат в интервале от u1 = 1898 м/с до u2 = 1903 м/с.
9753.
Один моль одноатомного идеального газа переходит из состояния 1
в состояние 2 одним из четырех путей, показанных на рисунке:
1) Процесс 1—3—2. Объем газа уменьшается при постоянном давлении
от накального значения до конечного, а затем при постоянном объеме
газу сообщают некоторое количество теплоты, в результате чего давление
газа возрастает от начального значения до конечного.
2) Процесс 1—4—2. Вначале газу сообщают некоторое количество
теплоты при постоянном начальном объеме, а затем газ сжимают изобарически
до конечного объема.
3) Процесс 1—2 (I). Уменьшение объема и передача газу теплоты
происходят так, что давление меняется с изменением объема линейно.
4) Процесс 1—2 (II). Изменения объема и давления газа происходят
при его тепловой изоляции. Начальные и конечные значения объема и
давления газа даны на рисунке.
Считая процессы во всех четырех случаях квазистатическими,
подсчитайте: работу, производимую газом; количество теплоты, полученное газом;
изменение внутренней энергии газа.
9754.
Два моля кислорода очень медленно переводятся из состояния 1
в состояние 2. Какое количество теплоты необходимо подвести к газу,
если в координатах pV процесс изображается прямой линией?
В состоянии 1 газ характеризуется параметрами р1 = 1атм, V1=24,6 л,
T1 = 300 К, а в состоянии 2 — параметрами p2=3p1, V2=2V1.
9755.
Углекислый газ (CO2), начальная температура которого 360 К,
адиабатически сжимается до 1/20 своего первоначального объема.
Определите изменение внутренней энергии и совершенную при этом работу, если
масса газа 20 г.
9756.
Политропический процесс может быть представлен прямой линией,
продолжение которой проходит через начало координат на плоскости р, V. Начальные объем и давление газа равны: V1 = 10-3 м3,
р1=4 • 104Па
Масса газа равна 1 моль. В результате расширения газа его объем
увеличился в 3 раза.
Определите: показатель политропы n, изменение внутренней энергии ΔU, работу газа А и молярную теплоемкость.
9757.
В медном калориметре массой m1кг содержится вода при
температуре t1 = 7°C. Масса воды m2 = 3 кг. В калориметр погрузили кусок
алюминия массой m3=0,5 кг, имеющий температуру t2=77°C. Найдите
изменение энтропии системы при установлении равновесной температуры.
9758.
Рабочим телом в цикле Карно является воздух, масса которого
m = 7,25 кг. Состояние 1 характеризуется параметрами
p1 = 21 • 105Па и T1 = 505,4 К, а состояние 3—параметрами p3 = 2,67 • 104Па и T3 = 252,7 К
Определите: а) полезную работу, совершаемую за 1 цикл;
б) изменения энтропии нагревателя и холодильника; в) коэффициент
полезного действия.
9759.
Камень массой 10 кг упал с высоты 20 м на эемлю. Температура
камня и окружающей среды 20°С. Определите изменение энтропии
системы камень — Земля.
9760.
При изменении состояния кислорода в политропическом процессе
удельная теплоемкость этого газа сп = —0,3 кДж/(кг•К). Масса кислорода
m = 4 кг. Определите изменение внутренней энергии, изменение энтропии
и совершенную работу, если начальные параметры кислорода p1 = 5 • 105Па и T1 = 350 К
и в рассматриваемом процессе к газу было подведено 100 кДж
теплоты.
9761.
В баллоне объемом 500 л находится воздух под давлением 50 • 105Па,
температура воздуха в баллоне равна температуре окружающей среды
t=20°С. Какую максимальную работу может совершить сжатый воздух при
его изотермическом расширении? Атмосферное давление 105Па.
9762.
Сосуд объемом V0 разделен перегородкой на две части с объемами
V1 = 2V0/3 и V2=V0/3 В большей части находится 0,1 моль идеального газа;
в меньшей же создан высокий вакуум. Определите изменение энтропии
при удалении перегородки.
9763.
Вероятность того, что молекула, пройдя без столкновения путь x,
испытывает соударение на отрезке x+dx, равна w{x)=Ae-x/λdx (где A —
постоянный коэффициент, λ — средняя длина свободного пробега).
Определите относительное число молекул, длина свободного пробега которых
меньше 0,5λ.
9764.
С помощью окулярного микрометра ведут наблюдение за
изменением размера капли воды, находящейся достаточно большой промежуток
времени в комнате при температуре 20°С. Вначале радиус капли был равен
r1 = 1,48 • 10-3 м; через промежуток времени τ = 25 мин он стал
r2 = 1,31 • 10-3 м. Определите: а) плотность паров воды на расстоянии 2r1 от
центра капли; б) коэффициент диффузии молекул воды в воздухе.
9765.
Цилиндрический сосуд с двойными стенками наполнен льдом.
Радиус внешней стенки r2=5 см, внутренней r1=4 см, высота сосуда H = 20 см.
Давление воздуха, находящегося между стенками до заполнения сосуда
льдом, р = 1,3 • 10-2 Па. Температура окружающего воздуха Т2=293 К.
Определите время, в течение которого в сосуде растает m = 100 г льда.
9766.
В цилиндре 1 моль углекислого газа занимает объем V=2м3 при
температуре Т1 = 50°С. До какого объема следует изотермически сжать газ
для превращения его в жидкость? При какой наибольшей температуре
можно получить жидкую углекислоту? Какова при этой температуре
наибольшая упругость насыщенных паров? Каково давление насыщенных паров
углекислоты при температуре Т2=20°С?
9767.
На рисунке представлена полученная на опыте кривая
зависимости плотности жидкого азота и его насыщенного пара от температуры.
Определите параметры 1 г азота в критическом состоянии, наибольший
объем жидкости и наименьший объем газа при температуре —160°С, а
также объем, при котором число молекул, находящихся в жидкости, в 2 раза
больше числа молекул в насыщенном паре.
9768.
Сужающийся вверх конический капилляр в нижней части
имеет внутренний радиус r0 и угол при вершине 2 а. Этот капилляр
располагают вертикально и опускают на ничтожную глубину в смачивающую
жидкость. Определите: а) высоту поднятия жидкости в капилляре при наличии
устойчивого равновесия; б) плотность жидкости, для которой имеется одно
положение равновесия.
9769.
Капля ртути массой m=1,36 г введена между горизонтальными
параллельными стеклянными пластинками. Какую силу F следует приложить
для того, чтобы расплющить каплю до толщины h = 0,1 мм! Считайте, что
ртуть абсолютно не смачивает стекло.
9770.
Какую работу надо совершить, чтобы выдуть мыльный пузырь
радиусом r = 5 см? Коэффициент поверхностного натяжения мыльной воды σ = 0,04 Н/м. Считайте процесс выдувания изотермическим.
9771.
В сосуде под высоким давлением длительное время находился кусок
льда. Давление в сосуде понизили на Δр=105 Па. Как после этого понизится
давление насыщенного водяного пара, если температура поддерживается
постоянной и равной t = —23°С. Удельный объем льда V1= 1,1 см3• r-1.
Сжимаемостью льда пренебрегите.
9772.
Определите удельную теплоту испарения воды при t = 200°С,
пользуясь первым началом термодинамики и параметрами воды в критическом
состоянии (Tкр = 647 К, pкр = 217 • 105 Па). Какая часть найденной энергии идет
на работу против внешних сил? Изменение плотности воды с изменением
температуры не учитывайте.
9773.
В замкнутом сосуде емкостью F=10-3 м3 находится m = 1 г воды и
пара. Определите: количество воды и пара в сосуде при температуре t1 = 20°С; температуру, при которой сосуд наполнен одним насыщающим
паром, и энергию, затрачиваемую для получения этой температуры.
9774.
Пользуясь уравнением Клаузиуса — Клапейрона, определите: наклоны
кривых фазового равновесия вода — лед и вода — пар на диаграмме р,Т
близ тройной точки; изменение давления насыщенного пара воды близ
нормального атмосферного давления при нагревании на 1 К.
9775.
Сколько молекул NaCl входит в элементарную ячейку кристалла
поваренной соли?
9776.
Какая энергия выделится при охлаждении кубического дециметра
натрия от T1=ΘD до T2=(ΘD-1К)? Характеристическая температура Дебая
для натрия ΘD=180 К. Плотность натрия р = 0,97 • 103 кг • м-3.
9777.
Сколько свободных электронов находится в зоне электронных
уровней от Еф—ΔE до Еф при T=0? Для данного металла Еф=5,5 эВ, E=0,2 эВ.
9778.Из двух точек А и В, расположенных на расстоянии 90 м друг от друга, одновременно
в одном направлении начали движение два тела. Тело, движущееся из точки A, имело
скорость 5 м/с, а тело, движущееся из точки В, — скорость 2 м/с. Через какое время
первое тело нагонит второе? Какое перемещение совершит каждое тело? Задачу решить аналитически и графически.9779.Скоростной лифт в высотном здании поднимается равномерно со скоростью 3 м/с.
Начертить график перемещения. Определить по графику время, в течение которого лифт достигнет высоты 90 м (26-й этаж).9780.По графику перемещения (рис. 13, а) построить график скорости и
определить характер движения тела относительно оси X (рис. 13,6).9781.Автомобиль начинает движение без начальной
скорости и проходит первый километр с ускорением а1
а второй — с ускорением a2. При этом на первом
километре его скорость возрастает на 10 м/с, а на втором —
на 5 м/с. Что больше: a1 или a2 Найти ускорения.9782.Два велосипедиста едут навстречу друг другу.
Один, имея скорость 18 км/ч, движется равнозамедленно
с ускорением 20 см/с2, другой, имея скорость 5,4 км/ч,
движется равноускоренно с ускорением 0,2 м/с2. Через
какое время велосипедисты встретятся и какое
перемещение совершит каждый из них до встречи, если
расстояние между ними в начальный момент времени 130 м?9783.При равноускоренном движении из состояния покоя тело проходит за пятую секунду 90 см. Определить
перемещение тела за седьмую секунду.9784.Уравнение движения тела дано в виде х = 15t + 0,4t2. Определить начальную скорость и ускоре-
ние движения тела, а также координату и скорость тела
через 5 с.9785.С вертолета, находящегося на высоте 300 м,
сброшен груз. Через какое время груз достигнет земли,
если вертолет: 1) неподвижен; 2) опускается со
скоростью 5 м/с; 3) поднимается со скоростью 5 м/с?9786.С воздушного шара, опускающегося вниз с постоянной скоростью 2 м/с, бросили вертикально вверх
груз со скоростью 18 м/с относительно земли. Определить расстояние между шаром и грузом в момент, когда
груз достигает высшей точки своего подъема. Через какое время груз пролетит мимо шара, падая вниз?9787.Одно тело брошено вертикально вверх с начальной скоростью u0, другое свободно падает с высоты h.
Найти зависимость расстояния между телами от времени, если известно, что тела начали движение одновременно.9788.Два тела брошены вертикально вверх
с одинаковой начальной скоростью u0 и с
интервалом времени t. Определить скорость
движения второго тела относительно первого. По какому закону изменяется расстояние между телами?9789.Мяч брошен вертикально вверх. На высоте h он
побывал дважды с интервалом времени Δt. Определить
начальную скорость бросания мяча.9790.Тело свободно падает с высоты 490 м.
Определить перемещение тела в последнюю секунду падения.9791.Мяч, брошенный вертикально вверх, упал на землю через 3 с. С какой скоростью был брошен мяч и на
какую высоту он поднялся?9792.Тело бросают вертикально вверх со скоростью
4,9 м/с. Одновременно с предельной высоты, которой
оно может достичь, бросают вертикально вниз другое
тело с той же начальной скоростью. Определить время,
по истечении которого тела встретятся.9793.Первую половину пути автомобиль двигался со скоростью 80 км/ч, а вторую половину — со скоростью 40 км/ч. Найти среднюю скорость движения автомобиля.9794.Кабина лифта поднимается в течение первых 4 с
равноускоренно, достигая скорости 4 м/с. С этой скоростью кабина движется в течение 8 с, а последние 3 с
она движется равнозамедленно. Определить перемещение
кабины лифта. Построить графики скорости, перемещения и ускорения.9795.Поезд в течение 10 с увеличил скорость с 36 до 54 км/ч.
В течение следующих 0,3 мин он
двигался равномерно. Определить перемещение и среднюю
скорость поезда. Построить графики скорости и перемещения9796.Как двигался мотоциклист, график скорости движения которого изображен на
рис. 29?9797.По заданному графику скорости (рис. 30,а) построить графики ускорения
и перемещения.9798.По графику перемещения, состоящему из
двух участков парабол
(рис. 32, а), построить
график скорости и ускорения.9799.Тело движется вдоль оси X по закону х = 6 —
— 3t + 2t2. Найти среднюю скорость тела и ускорение за
промежуток времени 1—4 с. Построить графики перемещения, скорости и ускорения.9800.Скорость тела выражается
формулой u = 2,5 + 0,2t. Найти перемещение тела через 20 с от начала
движения.9801.Пассажир поезда, идущего со скоростью 40 км/ч,
видит в течение 3 с встречный поезд длиной 75 м. С какой скоростью идет встречный поезд?9802.Лодка движется поперек реки перпендикулярно
ее берегам со скоростью 2 м/с. Под каким углом к выбранному направлению оси Y и с какой скоростью относительно поверхности воды гребец держит курс, если
скорость течения реки 5 км/ч?9803.С какой скоростью и по
какому курсу должен лететь самолет, чтобы за 2 ч пролететь
на север 300 км, если во время
полета дует северо-западный ветер под углом 30° к меридиану
со скоростью 27 км/ч?9804.Самолет летит горизонтально со скоростью
360 км/ч на высоте 490 м. Когда он пролетает над точкой А, с него сбрасывают пакет. На каком расстоянии
от точки А пакет упадет на землю?9805.Струя воды в гидромониторе вылетает из ствола со
скоростью 50 м/с под углом
35° к горизонту. Найти дальность полета и наибольшую
высоту подъема струи.9806.Под каким углом к горизонту надо бросить тело,
чтобы высота его подъема была равна дальности полета?9807.Тело брошено с начальной скоростью vo под
углом а к горизонту. Найти скорость тела в высшей точке подъема и в точке его падения на горизонтальную
плоскость.9808.Тело свободно падает с высоты 4 м. На высоте
2 м оно упруго ударяется о небольшую закрепленную
площадку под углом 30° к горизонту. Найти полное время движения тела и дальность его полета.9809.Как изменятся время и дальность полета тела,
брошенного горизонтально с некоторой бысоты, если
скорость бросания увеличить в два раза?9810.Под некоторым углом к горизонту из шланга бьет
струя воды. Почему восходящая ветвь струи сплошная,
а нисходящая рассыпается на отдельные части?9811.Определить центростремительное ускорение точек
земной поверхности на экваторе, на широте 45° и на
полюсе, вызванное суточным вращением Земли.9812.Шкив диаметром 20 см
делает 300 оборотов за 3 мин.
Определить период вращения,
угловую и линейную скорости
точки на ободе шкива.9813.Найти радиус вращающегося колеса, если известно, что линейная скорость точки, лежащей на ободе,
в 2,5 раза больше линейной скорости точки, лежащей
на 5 см ближе к оси колеса.9814.Вал начинает вращаться и в первые 10 с совершает 50 оборотов. Считая вращение вала равноускоренным, определить угловое ускорение и конечную угловую скорость.9815.Колесо при вращении имеет начальную частоту
5 c-1, после торможения его частота уменьшилась до
3 c-1. Найти угловое ускорение колеса и число оборотов,
сделанных им за это время.9816.Колесо вращается по закону φ — 4 + 5t — t3.
Найти в конце первой секунды вращения угловую скорость колеса, а также линейную скорость и полное ускорение точек, лежащих на ободе колеса. Радиус колеса
2 см.9817.Тело вращается так, что зависимость угловой
скорости от времени дается уравнением ω = 2 + 0,5t.
Найти полное число оборотов, совершенных телом за
первые 20 с.9818.Точка движется по окружности радиусом 20 см
с постоянным касательным ускорением 5 см/с2. Через
сколько времени после начала движения центростремительное ускорение точки будет вдвое больше касательного?