Контрольная работа по "Физике"

Контрольная работа по физике.

1. Объем пузырька воздуха по мере всплывания его со дна озера на поверхность увеличивается в 3 раза. Какова глубина озера? (давление атмосферы нормальное).
2. Какова наиболее вероятная скорость молекул метана и гелия при температуре 127⁰С?
3. При адиабатическом сжатии воздуха в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания давление изменяется от 0,1 МПа да 3,5 МПа. Начальная температура воздуха 40⁰С. Найти температуру воздуха в конце сжатия.
4. Кусок льда массой 200 г, взятый при температуре -10⁰С, нагрет до 0⁰ С и расплавлен, после чего образовавшаяся вода нагрета до 10⁰С. Определить изменение энтропии.
5. 10г гелия занимает объем 100см³ при давлении 100 МПа. Найти температуру газа, считая его:

1. Идеальным

2. Реальным.

6. Рамка АВСД  с подвиңной медной перекладиной  KL затянута мыльной пленкой. 1)каков должен быть диаметр перекладины KL, чтобы она находилась в равновесии? 2)найти длину перекладины, если известно, что при перемещении на Δh=1 см совершается изотермическая работа 45мк Дж.

 

1. Объем пузырька воздуха по мере всплывания его со дна озера на поверхность увеличивается в 3 раза. Какова глубина озера? (давление атмосферы нормальное).

Дано: V₂ = 3V_1;   P₀ = 1,01*10⁵ Па.;  r = 1,293 .

Найти: h.

Решение:

1)

2)         

3)    

4)

5) м

Ответ: h = 15,6 м

2. Какова наиболее вероятная скорость молекул метана и гелия при температуре 127⁰С?

 

где М – молекулярная масса вещества.

M(С) = 16 г/моль

M(He) = 4 г/моль

— Универсальная газовая  постоянная

T=t+T0, где T – температура  в кельвинах, t – тем-ра в Цельсиях, T0 – 273,15 кельвина

Т= 127 + 273, 15 = 400, 15

;  

.

 

 

 

 

3. При адиабатическом сжатии воздуха в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания давление изменяется от 0,1 МПа да 3,5 МПа. Начальная температура воздуха 40⁰С. Найти температуру воздуха в конце сжатия.

Дано: 0,1 МПа;  3,5 МПа; = 40⁰С

 

Найти:

 

gggg,     g - показатель адиабаты.

 

g  ,   i – число степеней свободы.

 

 

Воздух смесь двухатомных  газов  (в основании )

g

 

= = 849,5 (К) = 576⁰С

 

576⁰С

4. Кусок льда массой 200 г, взятый при температуре -10⁰С, нагрет до 0⁰ С и расплавлен, после чего образовавшаяся вода нагрета до 10⁰С. Определить изменение энтропии.

 

 

Дано:   m=0.2 кг.;   = -10⁰С;   = 0⁰С;

Найти: D S

 

Решение:

 

D S = ,  D S = D +D D

 

При нагревании льда от до :  D =

 

При плавании льда: D l

 

При нагревании льда от до :  D =

 

D S = m(l) = 291 Дж/К

 

Ответ: D S = 291 Дж/К

 

 

 

5. 10г гелия занимает объем 100см³ при давлении 100 МПа. Найти температуру газа, считая его:

1. Идеальным

2. Реальным.

 

Дано: m= 10г; V= 100; p = 100 МПа

Найти: T газа

Решение:

 

а) Идеальный газ подчиняется уравнению Менделеева-Клайперона:

pV = RT, откуда T = ; Т = 482К.

 

в) Состояние реального газа описывается уравнением Ван-дер-Ваальса, откуда выразим температуру:

Т = ;    для гелия: a = 0.00343,   b = 2,34

 

T= 204K.

 

 Ответ: а) Т = 482К.;   б) T= 204K.

 

 

 

6. Рамка АВСД  с подвиңной медной перекладиной  KL затянута мыльной пленкой. 1)каков должен быть диаметр перекладины KL, чтобы она находилась в равновесии? 2)найти длину перекладины, если известно, что при перемещении на Δh=1 см совершается изотермическая работа 45мк Дж.

 

Решение:

Поверхностное натяжение  мыльного раствора α = 0,045Н/м

Сила тяжести уравновешивается силой поверхностного натяжения. Чтобы  перекладина находилась в равновесии, необходимо, чтобы 

  или

 

 

 

 

 

 

 

 

Т.к. m = pV   и V = ,   то F =

C другой стороны  F = 2αl (т.к. у пленки две стороны)

 

2αl = ;  = ;

d =

Работа по перемещению  перекладины

 

A = 2S  (т.к. у пленки две стороны)

 

Т.к. S=lDh,то A = 2D;  l = D = 5см.

 

Ответ: d=1.2мм;   l = 5см.