Физика курсы бойынша қиындығы жоғары 100 есеп


Температурасы Т және қалыпты қысымы р болатын қаныққан су буының бір моль молекулаларының арасындағы орташа қашықтықты анықтаңдар. Шешуі



бет13/15
Дата21.05.2020
өлшемі0.72 Mb.
1   ...   7   8   9   10   11   12   13   14   15
41. Температурасы Т және қалыпты қысымы р болатын қаныққан су буының бір моль молекулаларының арасындағы орташа қашықтықты анықтаңдар.

Шешуі:

Менделеев-Клапейрон теңдеуіне негізделіп, алатынымыз:



Мұндағы m- будың массасы; М- судың молярлық массасы.

Осыдан будың көлемін анықтаймыз:



Қаныққан бу 1 моль мөлшерінде алынғандықтан, бір мольдің көлемі:



Бір молекулаға келетін көлем:



Молекулалар арасындағы орташа қашықтық:





42. Қозғалмай тұрған су тамшысымен соқтығысу кезінде екеуі де булану үшін, ұшып келе жатқан су тамшысының жылдамдығы қандай болатынын анықтаңдар. Тамшылардың бастапқы жылдамдығы t0. Судың меншікті жылу сыйымдылығы с, судың меншікті булану жылуы L.
Шешуі:

Импульстің сақталу заңы негізінде:



соқтығысудан кейінгі тамшының жылдамдығы.

Энергияның сақталу заңы бойынша тамшылардың толық энергиясы сақталады:



Алынған теңдеуді шешіп, жылдамдықты табамыз


Тамшы массасын қысқартып, теңдеуді өрнектеңдер.



Алынған өрнекке жылдамдықтың мәнін қойамыз:
осы өрнектен жылдамдықты анықтаймыз:

Жауабы:

43. Көп қабатты үйдің шатырынан су тамшысы құлау процесінде ∆t градусқа қызса, ол қанша уақыт құлаған? Судың меншікті жылу сыйымдылығы с.

Шешуі:

Егер су тамшысы һ биіктікте орналасса, онда оның потенциалдық энергиясы:



Су тамшысын қыздыру үшін қажетті жылу мөлшері:



Энергияның сақталу заңына сәйкес тамшының құлауы кезінде оның потенциалдық энергиясы жылулық энергияға ауысады:



Осыдан тамшының құлау биіктігі:





Тамшының құлау биіктігі белгілі болса, құлау уақытын анықтауға болады:



Жауабы:

44. Цилиндр ыдыс ауамен толтырылып, вертикаль қойылған. Ыдыстың түбінде көлемі V0 және массасы m0 қуыс металл шарик жатыр. Ыдысқа температурасы Т ауаны үрлей бастайды. Шарик көтеріле бастауы үшін, ыдысқа ауаны қандай қысымға дейін үрлеу қажет? Ауаның молярлық массасы М.
Шешуі:

Архимед күші ауырлық күшіне теңелген кезде, шарик бірқалыпты жоғары көтеріле бастайды:



Архимед күші:



Менделеев-Клапейрон теңдеуін қолданып, шариктің көтерілу мезетіндегі ыдыстағы ауа қысымын анықтаймыз:


45. Ыдыста массасы m0 поршень астында массасы m, мольдік массасы М және температурасы Т0 газ орналасқан. Газды қыздыра бастайды, және поршень а үдеумен жоғары қарай қозғалады. Қозғалысқа кедергі күші Fкед . Поршеннің баяу қозғалысы кезіндегі t уақыттан кейінгі газ температурасын анықтаңдар.
Шешуі:

Поршеньге үш күш әсер етеді: поршеннің ауырлық күші, кедергі күші және газдың қысым күші.

Поршень үдеумен қозғалатындықтан, Ньютонның екінші заңынан теңдеу:

-газ қысымы, S-поршеннің ауданы.

Поршеннің екі жағдайы үшін, газ күйінің теңдеуі:



Бір-бірінен алып тастасақ:



- поршеннің ығысуы;

Сонда



Қысымның өрнегін қозғалыс теңдеуіне қойып, аламыз:

ақырғы температураны анықтау жауабын ғана беремін, қорытылуын өздерің жазыңдар:



46. Идеал жылу машинасын температурасы Т1 мұхит суын қыздырғыш ретінде қолданады, ал салқындатқыш ретінде массасы m және температурасы 00С айсберг алынған. Барлық айсберг еріген кездегі мезетте машина қандай жұмыс атқаратынын анықтаңдар. Мұздың меншікті балқу жылуы λ.

Шешуі:

Мұхит пен айсбергтің температурасын біле отырып, Карно формуласы бойынша идеал машинаның ПӘК-ін анықтауға болады:


ПӘК-ін біле отырып, қыздырғыштан алатын жылу мөлшерін есептеуге болады.



Салқындатқышқа(айсберг) берілген(Qх) жылу мөлшері :



Сонда, идеал машинаның жұмысы:

Жауабы:



47. Көлемдері V1 және V2 екі ыдыс краны бар өте жіңішке түтік арқылы қосылған. Сол жақтағы ыдыстағы газдың қысымы р1 және температурасы Т1, ал оң жақтағының қысымы р2 және температурасы Т2. Кранды ашады, және қысым теңеледі. Осы қысымды анықтаңдар.

Шешуі:

Жіңішке түтіктің көлемін және ондағы температураның түсуін ескермейміз.

Кран ашық тұрғанға дейінгі күйі үшін әр түтікке Менделеев-Клапейрон теңдеуін пайдаланып әрқайсысындағы газ массаларын есептеңдер.

Кран ашық тұрғанда қысым теңеледі. Сонда: . Осыдан массаларды анықтаңдар

Сонымен . Массалардың өрнегін орнына қойып, жалпы орнаған қысымды анықтаңдар.

Жауабы:



48. Массасы М0 және радиусы r планетаны молярлық массасы μ газдан тұратын, тығыздығы тұрақты атмосфера қоршап жатыр. Егер оның атмосферасының қалыңдығы планета радиусынан көп кіші және Н тең болса, онда планета бетіндегі атмосфераның температурасын анықтаңдар.
Шешуі:

Берілген планетедағы еркін түсу үдеуін мына теңдіктен табасыңдар.

Планета бетінен H биіктікте атмосфералық бағанның түсіретін қысымын .

Менделеев-Клапейрон теңдеуінен тығыздық арқылы алынған қысымды өрнектеңдер.



Қысымның мәндерін қойып мына теңдікті аламыз: . Еркін түсу үдеуінің өрнегін қойып, планета бетіндегі атмосфераның температурасн анықтаймыз. Ізделінді шама:

49. t1=900С температурадағы ыстық ауамен толтырылған стаканнға пластилинді салады. Стаканда t2=200С-қа дейін салқындатады және аударады. Стаканның көлденең қимасының ауданы S=20см2. Стаканнан түсіп қалмау үшін пластинканың максимал массасы қандай болу керек?

50. Су бетінен һ=15м тереңдікте орналасқан аквалангист ауаны жұтып және өкпесін 1/3 көлемде толтырады. Егер ол демін шығармай су бетіне жүзіп шықса, оның өкпесі қандай көлемге дейін ұлғаяды?

51. Көлемі V=33,6л жабық ыдыста зат мөлшері ν=1 моль азот пен су буы орналасқан. Температура t=1000С, қоспаның қысымы р=2*105кПа. Ыдыстағы азоттың массасын анықтаңдар.

52. Калориметрде t1=-200С температурада орналасқан массасы т1=100г мұз кесегінің үстіне t2=8000С температурадағы, массасы т2=50г темір шарикті қояды. Анықтаңдар: 1) калориметрде орнаған температураны; темір мен мұздың меншікті жылйсыйымдылықтары сәйкесінше 450Дж/кг*0С және 2100Дж/кг*0С; 2) Орнаған температура кезіндегі калориметрдегі судың мөлшерін.

53. Егер буксирдің тросының керілу күші Т=80кН болса, бірнеше жүк тиелген баржаларды L=100км қашықтыққа жеткізу үшін буксирге массасы қанша көмір қажет? Баржасыз буксир баржамен қарағанда N=4 есе үлкен жылдамдықпен қозғалады, осы кезде ол сағатына бірдей мөлшерде көмір жағады. Көмірдің меншікті жану жылуы q=3*107Дж/кг, двигателінің ПӘК-і η=10%.

54. Ұзындығы l пробирканы ашық жағымен суы бар ыдысқа l/2 тереңдікте батырады. Пробиркадағы және ыдыстағы сулардың деңгейлерінің айырмасын анықтаңдар.

55. Массасы т=42г азот р1=2*105Па қысымда t1=170С температурада орналасқан. Изобаралық ұлғаюдан кейін азот V2=40л көлемге ие болды. Азоттың бастапқы V1 көлемін және оның ақырғы температурасын t2 анықтаңдар.

56. Жылу машинасы идеал цикл бойынша жұмыс істейді. Осы кезде салқындатқыщ ретінде t2=00С температурадағы мұзы бар ыдыс қолданылады. Қыздырғыштың температурасы t1=2270С. А=1кДж жұмыс атқарған кездегі еритін мұздың массасын анықтаңдар.

57. Екі қорғасын шар бір-біріне қарама-қарсы υ1=12м/с және υ2=20м/с жылдамдықтармен өозғалып келеді. Абсолют серпімсіз орталық соққыдан кейін шариктердің температуралары қаншаға көтерілді? Қорғасынның меншікті жылусыйымдылығы с=130Дж/кг*К

58. Газы бар цилиндрге поршеньді v1 жылдамдықпен енгізеді. Егер газ молекулаларының цилиндр қабырғаларына қатысты жылдамдығы v2 және поршень табанына перпендикуляр болса, онда поршеньмен соқтығысу нәтижесінде молекула кинетикалық энергияның қандай бөлігіне ие болатынын анықтаңдар. соққы абсолют серпімді.

Мұнда - соққының әсерінен молекуланың кинетикалық энергиясының өзгерісі, -соққы алдындағы молекуланың энергиясы.



59. Ауа негізінен азот пен оттегінен тұрады деп есептеп, осы газдардың ауадағы пайыздық мөлшерін анықтаңдар. ауаның мольдік массасы М=0,029кг/моль, азоттың мольдік массасы М1=0,028кг/моль, оттегінің мольдік массасы М2=0,032кг/моль.

60. Екі қорғасын шарик бір-біріне қарама-қарсы м/с және м/с жылдамдықтармен қозғалып келеді. Абсолют серпімсіз орталық соққыдан кейін шариктердің температурасы қаншаға көтеріледі? Қорғасынның меншікті жылу сыйымдылығы с=130Дж/кг*К.

61. Горизонталь орналасқан түтіктің ортасында ұзындығы һ сынап бағаны орналасқан. Түтіктің бір ұшы жабылған, атмосфералық қысым ратм. Сынаппен жабылған ауа бағанының ұзындығы l1. Түтікті ашық ұшы арқылы өтетін О1О2 вертикаль осьтен айналдыра горизонталь жазықтықта бұрады, нәтижесінде сынап жабық ұшына қарай ығысады және ауаны сығады. Осы кезде ауа бағанының ұзындығы l2 тең болады. Сынаптың тығыздығы ρ. Айналу жиілігін ν табыңдар.

62. Көлемі 5л баллонда 5*105 Па қысымдағы және 270С температурадағы оттегі мен сутегінің қоспасы орналасқан. Оттегінің массасы сутегінің масасынан үш есе үлкен. Осы баллондағы оттегі молекулаларының N1 санын және сутегі молекулаларының N2 санын табыңдар. Оттегінің мольдік массасы М1=0,032кг/моль, сутегінің мольдік массасы М2=0,002кг/моль.

63. Цилиндрдегі ауаның температурасы t1=70С. егер бастапқыда цилиндр табанынан поршеньге дейінгі қашықтық һ=14см болса, онда ауаны ΔТ=20К қыздырған кезде поршень қаншаға орын ауыстырады?

64. Цилиндрде екі бірдей жұқа поршень астында сығылған идеал газ бар. Цилиндр табанынан төменгі поршеньге дейінгі қашықтық және төменгі поршеннен жоғарғы поршеньге дейінгі қашықтық бірдей және һ тең.жоғарғы поршень астындағы ауаның қысымы атмосфералықтан екі есе үлкен. Барлық жүйе тепе-теңдік күйде орналасқан. Жоғарғы поршеньді қысатыны соншалық, ол газды сыға отырып, төменгі поршеннің орнына түседі. Төменгі поршеннен ыдыс табанына дейінгі қашықтық қандай болады? Атмосфералық қысым өзгеріссіз.

65. Калориметрдегі массасы 1кг мұзды қыздыра бастағаннан кейін қанша уақыттан соң пайда болған су қайнай бастайды?мұздың бастапқы температурасы t0=-200С. 1с ішінде берілетін жылу мөлшері Q=10Дж. Мұздың және судың меншікті жылу сыйымдылықтары сәйкесінше 2100Дж/кг*К, 4200Дж/кг*К, мұздың меншікті балқу жылуы 3,3*105Дж/кг.



Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   7   8   9   10   11   12   13   14   15




©engime.org 2020
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет