ЗА НИКТО НЕ ... Задание 1 ( ).
Прочтите отрывок из школьного сочинения по литературе и объясните, какую ошибку допустил автор с точки зрения физики.
«…До посещения заповедника я никогда не видела лося, и хорошо, что эта встреча состоялась именно там, в естественной для него среде. Он высунул свою бурую морду из-за веток, припудренных инеем, из ноздрей шёл горячий пар участившегося из-за нашего появления дыхания, а наши взгляды притягивали огромные рога».
Задание 2 ( ).
Относительная влажность воздуха при температуре 19 ºC составляет 65 %. Какое количество пара сконденсируется из одного кубометра воздуха при понижении температуры до 7 ºC? ответ укажите в миллиграммах. Плотность насыщенного пара при 19 ºC составляет 16,3 г/м3, при 7 ºC – 7,8 г/м3.
Задание 3 ( ).
Сосуд содержит смесь воды и льда при температуре 0 °С. Масса воды равна 0,8 кг, масса льда равна 100 г. После введения водяного пара при температуре 100 °С установилась температура, равная 30 °С. Найдите массу пара. Потерями тепла пренебречь.
Задание 4 ( ).
С уровня девятого этажа на железную пластину без отскока упал молоток. Масса молотка 900 г, масса пластины – 3 кг. Четверть количества теплоты, которое выделилось при ударе, израсходовалось на нагревание пластины. На сколько градусов нагрелась пластина? Высоту этажа принять равной 3 м.
Задание 5 ( ).
Полезная мощность дизельного двигателя 500 л. с., КПД 35 %. Сколько тонн топлива необходимо такому двигателю на 10 суток непрерывной работы? Удельная теплота сгорания дизельного топлива 42 МДж/кг.
В отрывке из школьного сочинения автор допустил ошибку с точки зрения физики в следующем предложении: "из ноздрей шёл горячий пар участившегося из-за нашего появления дыхания". Ошибка состоит в том, что пар не может идти из ноздрей лосся, так как это физически невозможно. Пар образуется при испарении воды, а не из ноздрей животного.
Задание 2:
Для решения этой задачи сначала нужно найти плотность насыщенного пара при 7 ºC, которая составляет 7,8 г/м3.
Затем, используя формулу плотности пара, можно вычислить объем насыщенного пара при 19 ºC. Объем можно найти, разделив массу пара на его плотность при данной температуре. Формула для вычисления объема:
V = m/ρ,
где V - объем насыщенного пара,
m - масса пара,
ρ - плотность пара.
Далее, необходимо использовать закон Мариотта, который утверждает, что в смеси идеальных газов давление каждого из компонентов пропорционально его доле в общем объеме. Таким образом, можно выразить количество сконденсированного пара при понижении температуры:
V2 = (V1 * ρ2) / ρ1,
где V2 - искомый объем насыщенного пара при пониженной температуре,
V1 - объем насыщенного пара при исходной температуре,
ρ2 - плотность насыщенного пара при пониженной температуре,
ρ1 - плотность насыщенного пара при исходной температуре.
Из полученного объема можно найти массу сконденсировавшегося пара, умножив его на плотность при пониженной температуре.
Задание 3:
Для решения этой задачи необходимо учесть изменение теплового состояния воды и пара. Сначала найдем количество теплоты, полученное водой и паром:
Qвода = mводы * cводы * ΔT,
Qпара = mпара * cпара * ΔT,
где Qвода и Qпара - полученные количество теплоты,
mводы и mпара - массы воды и пара соответственно,
cводы и cпара - удельная теплоемкость воды и пара,
ΔT - изменение температуры.
После этого можно использовать закон сохранения энергии:
Qвода + Qпара = mпара * Lv,
где Lv - удельная теплота парообразования.
Из этого уравнения можно найти массу пара.
Задание 4:
Для решения этой задачи нужно использовать закон сохранения энергии. Разделим задачу на две части: первая часть касается энергии, выделившейся при падении молотка, а вторая часть - нагревание пластины.
В первой части задачи вычислим количество теплоты, выделенной при падении молотка с высоты h:
Qудар = mмолотка * g * h,
где Qудар - выделившаяся теплота, mмолотка - масса молотка, g - ускорение свободного падения, h - высота падения.
Вторая часть задачи связана с нагреванием пластины. Найдем количество теплоты, необходимое для нагревания пластины на ΔT градусов:
Qнагрев = mпластины * cпластины * ΔT,
где Qнагрев - теплота для нагревания пластины, mпластины - масса пластины, cпластины - удельная теплоемкость пластины, ΔT - изменение температуры.
Известно, что четверть количества теплоты, выделившейся при ударе, была потрачена на нагревание пластины. Таким образом:
Qнагрев = 0.25 * Qудар.
Можно подставить известные значения и решить уравнение относительно ΔT.
Задание 5:
Для решения этой задачи нужно использовать формулу для вычисления количества топлива:
Q = P * t * КПД,
где Q - необходимое количество топлива, P - полезная мощность двигателя, t - время работы двигателя, КПД - коэффициент полезного действия.
В данном случае необходимо вычислить количество топлива, поэтому формула принимает вид:
Q = m * Qуд,
где Qуд - удельная теплота сгорания топлива, m - масса топлива.
Теперь можно выразить массу топлива:
m = (P * t * КПД) / Qуд.
Подставим известные значения и решим уравнение для определения массы топлива.