Хамзина Асем Ахметоллақызы
жүктеу/скачать 0,78 Mb.
|
авсдеңгейесептернағ
| А-деңгейі
35. Сыйымдылығы V = 3 л жоғарғы жағы ашық куб формалы ыдысқа m = 1 кг су құяды және m = 1 кг мұзды салады. Қоспаның бастапқы температурасы T1 =00С. Ыдыстың астынан m1 = 50гбензин жағады, осы кезде бөлініп шығатын жылудың 80% -і ыдыстың ішіндегілерді қыздыруға жұмсалады. Ыдысты жұқа қабырғалы деп есептеп және ыдыстың жылу сыйымдылығын және жылулық ұлғаюды ескермей, қыздырғаннан кейінгі ыдыстағы судың деңгейін анықтаңдар. Мұздың меншікті балқу жылуы , , Ыдыстың түбін горизонталь деп есептеңдер. Шешуі: T1 = 00С температурада мұз балқу үшін массасы m2 бензин жағу қажет, осыдан ; Массасы 2m суды температураға дейін қыздыру үшін, массасы m3 бензинді жағу қажет, оны жылу балансының теңдеуінен табуға болады: 2mC(T2 − T1) = m3q; осыдан Қалған бензиннің масасы m4 = m1 – m2 – m3 = 50 г− 9,2 г− 22,8 г= 18г. Қалған бензинніңи жылуы массасы М суды буландыруға жұмсалады, осыдан Су буланғаннан кейін қалған масса 1000С температурада қалған судың көлемі көлемі куб ыдыстың табанының ауданы Осылайша ыдыста қалған судың деңгейі 36. Қоймадан әкелінген тығыздығы құрғақ ағашты ашық аспан астында қалдырды және үстінен ешнәрсе жапқан жоқ. Отын су болып қалды, және олардың тығыздығы Суық, бірақ аяз емес күні ( үйді бөлме температурасына дейін жылыту үшін, пеште M1 = 20 кг құрғақ ағаш отын жағу қажет. Үйді тура сол бөлме температурасына дейін жылыту үшін, қанша су ағашты жағу қажеттігін бағалаңдар? Судың меншікті булану жылуы судың меншікті жылу сыйымдылығы , құрғақ отынның меншікті жану жылуы . Шешуі: Үйге қандай да бір жылу мөлшерін беру үшін(пешке, мұржа және т.б) және бір мезгілде дымқыл ағаштың бойындағы суды буландыру үшін, құрғақ ағашқа қарағанда дымқыл ағашты көбірек жағу қажет. Мұржадан түтін 1000C –тан аздап асатындай температурада шығады. Қарапайым түсіндіру үшін даладағы температураны 00С деп алайық, ал шыққан түтіннің температурасын 1000С тең болсын. Сонда дымқыл ағаш жанған кезде қызады және судың Осы кезде массасы құрғақ отын жанады. Массасы m суды қыздыруға және буландыруға жұмсалатын жылу мөлшері Массасы M ағаш отын жанғанда бөлінетін жылу мөлшері . Осылайша, үйді жылытуға массасы m0=1кг дымқыл ағаш жанған кезде, кететін жылудың мөлшері Яғни дымқыл ағаштың меншікті жану жылуы . Сондықтан үйге от жағу үшін, M1=20кг құрғақ ағаш немесе дымқыл ағаш қажет. 37. Шәй құмарлардың ойынша, кесеге құйылған қайнаған су бірнеше секундтың ішінде байқалатындай суып үлгереді де, ол алынған шәйдің сапасын бұзады екен. Олардың осы тұжырымын тексерейік. Кесе үстінен өте ыстық судан бу көтеріледі. Көз мөлшерімен бағалайтын будың көтерілу жылдамдығы V = 0,1 м/с тең. Кесе бетінен көтерілетін барлық бу 1000С температураға ие болады деп есептеп, судың булануы есебінен өте ыстық суы бар кесенің салқындау жылдамдығын (бұл жылдамдық секундына градуспен өлшенеді) бағалаңдар. Кеседегі судың массасы m = 200 г, су бетінің ауданы S = 30 см2, судың меншікті булану жылуы судың меншікті жылу сыйымдылығы , су буының 1000С температурадағы тығыздығы Шешуі:
t уақыт аралығы ішінде шәй бетінен булану есебінен, көлемі бу пайда болады, бу массасы . Оның пайда болуына жұмсалатын жылу мөлшері бұл жылу шәйдан алынады да, оның салқындауын туғызады. Осыдан шәйдің салқындау жылдамдығы . Осылайша, шәй екі секунд ішінде шамамен бір градусқа суыйды, яғни өте тез, он секунд өткенде температура 950С –қа тең, ал бұл енді қайнаған су емес. Олай болса, ыстық шәй құмарлардың ойлары дұрыс. Ескерту: бұл әрине, жоғарыдан бағалау, шын мәнінінде салқындау жылдамдығы бұдан төменірек. 38.Ұзындығы l = 1 м және ауданы S = 10 см2 герметикалық цилиндрде массасы M = 200 г жіңішке поршень орналасқан, ол цилиндр бойымен еркін қозғала алады. Алғашқыда цилиндр осі горизонталь, ал поршень цилиндрдің ортасында орналасқан. Поршеннің екі жағынан да атмосфералық қысымдағы бірдей мөлшерде m = 0,4г су және оның буы бар. Содан кейін цилиндрді вертикаль қалыпқа аударады. а) егер цилиндрде толығымен T = 1000C температура ұсталынып тұрса, осы кезде поршень қаншаға ығысады? б) егер m = 0,8 г болса, жауап қалай өзгереді? Шешуі: атмосфералық қысымда және температурадағы судың қаныққан буының тығыздығы Мұндағы μ = 18 г/моль – судың молярлық массасы. Сондықтан бастапқы жағдайда көлемі цилиндрде а ) жағдайдағы судың 0,8 г және б) жағдайында 1,6 г жалпы мөлшерінің 0,58 г қаныққан буы орналасқан . Цилиндрді вертикаль орналастырғаннан кейін цилиндрдің төменгі бөлігінің поршень астындағы бу конденсацияланады, ал жоғарғы бөлігіндегі – буланады. б) жағдайында, жоғарғы жақта су және оның қаныққан буы қалады, ал төмен жағында барлық бу конденсацияланады. Осылайша, б) жағдайында поршень цилиндрдің түбіне дейін түседі, және оның ығысуы 50 см – ді құрайды. а) жағдайында цилиндрдің жоғарғы жағындағы барлық су буланып кетеді, ондағы бу қаныққан күйге көшеді, ал оның қысымы р- атмосфералықтан төмен. Цилиндрдің төменгі бөлігінде будың бөлігі конденсацияланғаннан кейін қысым р0 –ға тең болады. Цилиндрдің жоғарғы және төменгі бөліктеріндегі қысымдардың айырмасы ауырлық күші әсер ететін поршеннің тепе-теңдігін қамтамасыз етуі қажет: Осыдан, Осы кезде поршеннен цилиндрдің жоғарғы жанына дейінгі қашықтық яғни поршеннің ығысуы 19 см-ді құрайды. 39. Бір атомды газды 1 күйден 2 күйге ауыстырған кезде, қандай ΔQ жылу мөлшері берілген? (1 сурет). Шешуі: 1-2 процессі ешқандай процеске жатпайды. Бірақ суретте көріп отырғандай қысым көлемге тура пропорционал, яғни , мұндағы - пропорционалдық коэффициент. Осы тәуелділіктен оңай түрде, немесе алынады. Кез келген газға берілетін жылу мөлшері термодинамиканың бірінші заңы бойынша анықталады: Бір атомды газ үшін бір атомды газға арналған ішкі энергияның өрнегін пайдаланып оңай анықтауға болады: екі күй үшін біріктірілген газ заңынан есептелінеді: және Екінші қатынастан біріншіні алып тастасақ, шығатыны: Осы өрнекті -ға арналған формулаға қойып, алатынымыз: 1 күйден 2 күйге өту кезінде газдың атқарған жұмысын трапецияның ауданы бойынша анықтауға болады: 39.Ыдыста массалары өзара әсерлеспейтін үш химиялық сұйықтықтар араласқан; және меншікті жылу сыйымдылықтары сәйкесінше. Қоспаны келесі - қа дейін қыздыруға қажетті жылу мөлшерін және қоспаның температурасын анықтаңдар. Шешуі: Ыдыстағы сұйықтар қыза отырып, сол агрегаттық күйінде қалады, сондықтан жылулық баланс теңдеуі оңай жазылады: Мұндағы -қоспаның температурасы; Осылайша қоспаның температурасы Ары қарай қоспаны - қа дейін қыздыру керек. Ол үшін оған беретін жылу мөлшері: ( сонымен температураның өзгерістері кезінде сұйықтардың жылу сыйымдылықтары өзгерген жоқ деп есептеледі). 40. Суды айдауға арналған электр аппараты Р қуатты тұтынады. Дистилляцияланған сумен табан ауданы S және биіктігі h ыдысты толтыру үшін, ПӘК-і 80 аппарат қанша уақыт жұмыс істеуі қажет? Су құбырынан су t температурада келіп түседі. Меншікті булану жылуы L, меншікті жылу сыйымдылығы с. Су айдау үшін жұмсалатын жұмыс: - уақыт. Пайдалы жұмыс суды қыздыруға және буландыруға қажетті жылу мөлшеріне тең. - судың меншікті жылу сыйымдылығы. Қондырғының ПӘК-і: - судың массасы; Сонда осыдан уақытты өрнектейміз: 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:
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:
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: жүктеу/скачать 0,78 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|