Модуль 1. 3 страница

313. Зниження температури збільшує жорсткість пружин (матеріал стає твердішим). Чому ж тоді в час сильних морозів деталі машин ламаються частіше?

314. Які шини – широкі чи вузькі – краще підходять для швидкісної ізди з частими поворотами.

315. Двигун внутрішнього згорання потужністю 14,7 кВт працює щоденно 7 годин. ККД двигуна 16%. Наскільки днів роботи двигуна і вистачить 5 т лігроїну?

316. Коли настають морози, зволожений грунт промерзає на меншу глибину, ніж сухий, а вологі предмети на морозі замерзають руйнуються більше, ніж сухі. Як пояснити цю уявну суперечність?

317. Якби температуру повітря влітку раптово можна було б знизити до кількох градусів нижче нуля, то значна частина дерев загинула б від вимерзання. Ці самі рослини взимку можуть переносити значно більші морози. Як це пояснити?

318. Як пояснити, що дерев’яні дошки внаслідок висихання вигинаються?

319. Як пояснити, що гайку, виготовлено навіть із нержавіючої сталі, важко відкрутити, якщо вона була тривалий час міцно закручена?

320. Чому в шинах колісного трактора перед початком роботи встановлюють тиск, трохи нижчий за норму? Чому це особливо важливо влітку?

321. Навіщо кільця поршня ДВЗ забезпечені зазорами?

322. Чи залежить потенціальна енергія деформації пружини під дією покладеної зверху цеглини від температури пружини.

323. Чи однакову роботу треба виконати, щоб підняти від підлоги до стелі стальні кулю та куб, якщо вони мають однакову масу?

324. Яка нарізка з малим чи великим кроком доцільніша для міцнішого кріплення деталей з допомогою гвинта і гайки?

325. Щоб міцніше затягти гайку, слюсар збільшив довжину ключа, використавши відрізок труби. Чи завжди доцільно так робити?

326. Чи залежить вага надшвидкісного автомобіля від напряму його руху по поверхні Землі?

327. Як в сепараторах за густиною розділяють складові частини молока?

328. Як впливає на вагу тіла збільшення атмосферного тиску?

329. Чи деформується Земля під дією притягання Місяця й Сонця і чи приводить це до якихось помітних проявів на поверхні Землі?

330. Пояснити де слід розміщувати вантаж в одновісному візку?

331. Від чого залежить радіус безпечного повороту автомобіля і чому він не завжди відповідає радіусу повороту шосе?

332. Чи можна рухаючись на автомобілі по горизонтальному шляху, визначити коефіцієнт опору рухові автомобіля, користуючись тільки приладами, що є в автомобілі?

333. Якими способами можливо збільшити ККД простих механізмів?

334. Чому не рекомендується зупиняти автомобіль на підйомі?

335. Чому в практиці машинобудування особливу увагу звертають на центрування тіл, що обертаються?

336. Які закони фізики застосовуються при сортуванні зерна віялкою? Опишіть їх.

337. Чому гальма у велосипеді ставлять на задні, а не на передні колеса?

338. Якими способами можна збільшити ККД похилої площини, по якій піднімають тіло?

339. Чому температура повітря може впливати на точність зважування

340. Які тіла після пружного лобового зіткнення можуть продовжувати рух у початкових напрямах з початковими швидкостями?

341. Який елемент – сухий чи мокрий – краще відбиває звук?

342. Чому взимку під час тривалої стоянки з радіаторів автомашин і тракторів обов’язково зливають воду?

343. Яка вода охолоджує розжарений метал: холодна (20 ⁰С) чи гаряча (100 ⁰C)

344. Чим пояснюється нагрівання шин автомобіля під час його руху.

345. Температура ґрунту, политого водою, вдень дорівнювала на 2 ºС нижча чим не полита. На наступний день вище на 1,5ºС, чим не полита. Чи немає тут помилки в показах термометра?

346. Яким чином можна знизити вологість у тваринницькому приміщенні?

347. Як за звуком можна визначити частоту обертів двигуна?

348. Скільки молекул кисню міститься в 1 м3 за нормальних умов? Яка маса однієї молекули кисню?

349. Скільки атомів міститься в 1 г заліза?

350. Скільки молекул перебуває в 10 г вуглекислого газу?

351. Який об’єм займає 10 г кисню при тиску 10 Па і температурі 20°С.

352. У посудині місткістю 1 л знаходиться кисень масою 1 г. Визначити концентрацію молекул кисню в посудині.

353. У посудині місткістю 5 л при нормальних умовах знаходиться азот. Визначити кількість речовини, масу азоту та концентрацію його молекул в посудині.

354. Скільки атомів міститься у ртуті: 1) кількістю речовини 0,2 моль; 2) масою 1 г?

355. Яка густина повітря у балоні, якщо тиск 1 МПа, а температура 15 0С?

356. Газ повільно стиснули при сталій температурі від об’єму 6 л до 4 л. При цьому його тиск підвищився на 200 кПа. Знайти початковий тиск газу.

357. При тиску 780 мм.рт.ст. повітря займає об’єм 5 л. Який об’єм займатиме повітря при тиску 750 мм.рт.ст.?

358. Гази, що виходять з домни в трубу, охолоджуються від температури 1150°С до 200°С. У скільки разів зменшується їхній об’єм?

359. У циліндрі під поршнем ізобарно охолоджується 10 л газу від температури 323 К до 273 К. Знайти кінцевий об’єм газу.

360. У циліндрі двигуна внутрішнього згорання тиск в кінці такту стискання дорівнює 1,1 МПа, а температура складає 350ºС. Яким стане тиск після згорання газової суміші, якщо температура при цьому досягає 2000ºС, а об’єм залишиться сталим?

361. На яку величину необхідно зменшити тиск (в порівнянні з початковим), щоб об’єм цієї ж маси газу при сталій температурі збільшився на 20 %?

362. Балон, заповнений повітрям за нормальних умов, закрили клапаном що має поверхню 10 см2 і вагу 200Н. До якої температури треба нагріти повітря в балоні, щоб воно відкрило клапан?

363. Газ у балоні знаходиться під тиском 16,5 МПа при температурі 50°С. Знайти тиск у балоні після охолодження газу до 20°С.

364. При температурі 15°С водень має тиск 133 кПа займає об’єм 2 л. Газ стиснули до об’єму 1,5 л і температуру підвищили до 30°С. Знайти кінцевий тиск газу.

365. Повітря при температурі 0°С і під тиском 100 кПа і займає об’єм 1 л. При якій температурі об’єм повітря дорівнюватиме 2л, коли тиск становить 2·105Па?

366. Приміщення має об’єм 50 м3. Взимку температура в ньому 0°С, а влітку 40°С. На скільки відрізняється маса повітря в приміщенні влітку і взимку? Молекулярна маса повітря дорівнює 29 г/моль.

367. Газ в посудині перебуває під тиском 200 кПа при температурі 127°С. Знайти тиск в посудині після того, як половину маси газу випустили, а температура знизилась на 50°С.

368. Знайти густину гелію при температурі 127°С і тиску 8,3·105Па.

369. Густина повітря за нормальних умов становить 1,3 г/л. Знайти густину повітря при температурі 100°С і тиску 400 кПа.

370. Знайти масу водню, що займає об’єм 10 л при температурі 12°С і тиску 720 мм.рт.ст.

371. При температурі 15°С і тиску 1,33·104 Н/м2 газ має об’єм 2л. Який буде тиск газу, якщо його температуру підвищити до 30°С, а об’єм зменшити до 1,5 л.

372. У стальному балоні місткістю 10 л міститься кисень при температурі 20°С і під тиском 11,3 атм. Який об’єм кисню за нормальний умов?

373. Маса повітря, яке надходить у легені теляти при одному вдиханні 3,5·10-4 кг, об’єм повітря, яке вдихається за один раз 0,3 л, температура легень 36,7ºС. Який тиск повітря створюється в легенях теляти?

374. Підрахувати масу та кількість молей водяної пари, що перебуває в 1м3 повітря на подвір’ї, де пасеться ВРХ, якщо парціальний тиск цієї пари 1200 Па, а температура повітря 27ºС.

375. При температурі 47ºС і тискові 5,065·105 Па густина газу 0,0061 г/см3. Визначити масу моля газу.

376. Яка густина насиченої водяної пари, що міститься у повітрі теплиці при 270С, якщо тиск пари при цій температурі 3550 Па?

377. У 10 л азоту при температурі 22 0С міститься молекул. Знайти тиск газу при заданих умовах.

378. Який об’єм ацетилену в балоні місткістю 40 л при температурі 12°С, якщо за нормальних умов об’єм ацетилену становить 2 м3.

379. Визначити середню кінетичну енергію молекули ідеального газу при температурі 27°С.

380. Знайти температуру газу, якщо середня енергія поступального руху його молекул дорівнює 1,6·10-19 Дж.

381. Який тиск азоту, якщо середня квадратична швидкість його молекул 500 м/с, а його густина 1,35 кг/м3.

382. Визначити середню кінетичну енергію поступального руху молекул гелію при температурі 32°С.

383. Посудина ємністю 1 л містить 1,5 г деякого газу під тиском 2,53 атм. Визначити середню квадратичну швидкість молекул газу.

384. За якої температури молекули водню мають таку ж середню квадратичну швидкість, як і молекули аргону за температури 27⁰С.

385. При температурі 21⁰С в сосуді міститься 1024 молекул газу. Визначити кінетичну енергію поступального руху всіх молекул.

386. Скільки ступеней вільності має молекула, у якої кінетична енергія 9,7·10^-21 Дж при 70С?

387. Температура повітря в кімнаті об’ємом 70 м³ була 280 К. Після того, як протопили піч, температура піднялась до 296 К. Знайти роботу повітря при розширенні, якщо тиск постійний і рівний 100 кПа.

388. Середній тиск газу в циліндрі становить 1,2 МПа. Площа поршня дорівнює 300 см2, а довжина його ходу 0,5 м. На скільки змінюється внутрішня енергія газу за один хід поршня.

389. В адіабатичному процесі гелій масою 2 кг виконав роботу 125 кДж. На скільки змінилась його температура?

390. При адіабатичному стисканні 1 кмоль двоатомного газу було виконано роботу 146 кДж. На скільки збільшилася температура газу після стискання?

391. Закритий балон ємністю 10 л з вуглекислим газом при тискові 8 МПа та температурі 70С нагрівається до 170С. Яка кількість теплоти поглинається при цьому газом?

392. Кисень, перебуваючи за нормальних умов, ізотермічно розширюється за рахунок отриманої ззовні теплоти від 10 до 15 л. Знайти: 1) роботу, яку виконує газ при розширенні; 2) кількість теплоти, повідомлену газу; 3) зміну внутрішньої енергії газу.

393. На скільки зміниться внутрішня енергія при адіабатичному нагріванні 200 г кисню від 20 до 1200С?

394. На скільки зміниться внутрішня енергія вуглекислого газу, який перебуває за нормальних умов, якщо його об’єм адіабатно розшириться від 5 до 10 л?

395. Водень масою 6,5 г перебуває при температурі 270C, розширяється вдвічі при р = const за рахунок надходження тепла ззовні. Знайти роботу розширення газу.

396. Азот масою 10,5 г ізотермічно розширюють при температурі –23 0C, при цьому його тиск змінився від 250 кПа до 100 кПа. Знайти роботу, виконану газом при розширенні.

397. Двоатомному газу повідомлена кількість теплоти 2,093 кДж. Газ розширяється при р = const. Знайти роботу розширення газу.

398. У посудині об’ємом 5 л знаходиться газ під тиском 200 кПа та температурі 17 0С. При ізобаричному розширенні газу була виконана робота 196 Дж. На скільки нагріли газ?

399. В осях V (об’єм) та p (тиск) графік процесу в ідеальному одноатомному газі має вигляд прямої, яка з’єднує точки (0,8 л; 100 кПа) та (1 л; 80 кПа). 1) Побудувати графік цього процесу; 2) Визначити максимальне значення внутрішньої енергії газу в ході процесу. Маса газу залишається сталою.

400. На діаграмі Т (температура), V (об’єм) графік процесу представляє пряму, яка проходить через точки з координатами (250 К; 0,1 м3) та (250 К; 0,2 м3). 1) Побудувати графік цього процесу; 2) Визначити зміну внутрішньої енергії ідеального газу в ході процесу. Маса газу залишається сталою.

401. В координатах р (тиск), V (об’єм) графік циклічного процесу має вигляд прямої, що з’єднує точки (200 кПа; 1 л), (100 кПа; 2 л) та (100 кПа; 1 л). 1) Побудувати графік цього процесу; 2) Визначити абсолютне значення роботи, яка виконується газом за цикл.

402. Графік процесу, який відбувається в газі, на діаграмі р, V зображується у вигляді прямої, яка проходить через точки з координатами (100 кПа; 0,01 м3) та (150 кПа; 0,015 м3). 1) Побудувати графік цього процесу; 2) Визначити роботу газу при зміні об’єму від 0,01 м3 до 0,015 м3.

403. На діаграмі Т (температура), V (об’єм) графік процесу представляє собою пряму, яка з’єднує точку (300 К; 0,1 л) та (600 К; 0,2 л). 1) Побудувати графік цього процесу; 2) Визначити роботу 1 моль ідеального газу при розширенні об’єму від 0,1 л до 0,2 л.

404. На діаграмі р (тиск), Т (температура) графік процесу представляє собою пряму, яка з’єднує точки з координатами (100 кПа; 300 К) та (200 кПа; 600 К). 1) Побудувати графік цього процесу; 2) Визначити роботу ідеального газу в ході процесу. Маса газу стала величина.

405. На діаграмі р (тиск), Т (температура) графік процесу представляє собою пряму, яка з’єднує точки з координатами (80 кПа; 300 К) та (160 кПа; 300 К). 1) Побудувати графік цього процесу; 2) Визначити зміну внутрішньої енергії ідеального газу в ході процесу. Маса газу залишається сталою.

406. Визначити показник адіабати ідеального газу, який при температурі 350 К і тиску 0,4 МПа займає об’єм 300 л і має теплоємність Сv = 857 Дж/К.

407. Трьохатомний газ під тиском 240 кПа і температурі 20 0С займає об’єм 10 л. Визначити теплоємність цього газу Сp при сталому тиску.

408. Гелій при нормальних умовах займає об’єм 5 л. Визначити теплоємність Сv цього газу при сталому об’ємі.

409. Знайти питомі сv і сp і молярні Сv і Cp теплоємності азоту і гелію.

410. Обчислити питомі теплоємності газу, якщо його молярна маса 0,004 кг/моль і відношення теплоємностей Ср/Сv = 1,67.

411. Обчислити питомі теплоємності при сталому тиску та сталому об’ємі для газу, молярна маса якого 0,044 кг/моль, а відношення теплоємностей γ = ср/сν = 1,33.

412. Визначити молярну масу газу, якщо відношення його питомих теплоємностей сp/сv = 2,08 кДж/(кг×К).

413. Визначити молярні теплоємності газу, якщо питомі теплоємності сv = 10,4 кДж/(кг.К), сp = 14,6 Дж/(кг.К).

414. Густина деякого одноатомного газу, за нормальних умов, 3,74 кг/м3. Обчислити для цього газу питомі теплоємності при сталому тиску та при сталому об’ємі.

415. Ідеальний тепловий двигун одержує від нагрівника щосекунди 7200 кДж теплоти і віддає холодильнику 6400 кДж. Знайти ККД двигуна.

416. Знайти ККД ідеальної парової турбіни, коли пара надходить у турбіну, маючи температуру 480°С, а залишає її при температурі 30°С.

417. В ідеальному тепловому двигуні абсолютна температура нагрівника у 3 рази вища від температури холодильника. Нагрівник передав газу 40 кДж теплоти. Яку роботу виконав газ?

418. Потужність двигуна автомобіля становить 50 кВт. Знайти витрату бензину за 1 год., якщо ККД двигуна дорівнює 0,25.

419. У циклі Карно газ отримав від нагрівача 500 Дж тепла і виконав роботу 100 Дж. Температура нагрівача 400 К. Визначити температуру холодильника.

420. У скільки разів збільшиться ККД циклу Карно при збільшенні температури нагрівача від 380 К до 560 К? Температура холодильника при цьому 280 К.

421. Визначити роботу ізотермічного стиснення газу, що здійснює цикл Карно, ККД якого 0,4, якщо робота ізотермічного розширення дорівнює 8 Дж.

422. Ідеальна теплова машина, яка працює за циклом Карно, має температуру нагрівача 327 0С та температуру холодильника 227 0С. У скільки разів необхідно збільшити абсолютну температуру нагрівача, щоб ККД машини збільшився у 2 рази?

423. Ідеальний газ під час цикл Карно виконав роботу 600 Дж. Температура нагрівача 500 К, а холодильника 300 К. Визначити термічний ККД циклу та кількість теплоти, яка віддається холодильнику за один цикл.

424. Ідеальний газ під час виконання циклу Карно віддає холодильнику 70 % кількості теплоти, яку отримав від нагрівача. Кількість теплоти, яку отримав нагрівач, дорівнює 5 кДж. Визначити термічний ККД циклу та роботу, яка виконується при повному циклі.

425. В процесі роботи ідеальної теплової машини за який час робоче тіло дістало від нагрівача 8,38 Дж теплоти і 80% цієї теплоти передало холодильнику. Визначити ККД машини і роботу, виконану машиною.

426. Двигун внутрішнього згорання має ККД 28% при температурі горіння 927°С і температурі відпрацьованого газу 447°С. На скільки процентів ККД ідеальної машини більший від ККД двигуна?

427. У результаті колового процесу газ виконав роботу, що дорівнює 3 кДж, та передав холодильнику 16,8 кДж теплоти. Визначити ККД цього процесу.

428. Ідеальний газ виконує цикл Карно. Температура нагрівача 227ºС, а температура холодильника 10ºС. При ізотермічному розширенні газ виконав роботу 150 Дж. Визначити кількість теплоти, яку газ віддав холодильнику при ізотермічному стисканні.

429. Теплова машина працює за циклом Карно. Температура нагрівача 3270С. Визначити ККД циклу та температуру холодильника теплової машини, якщо за рахунок 2 кДж теплоти, яка надійшла від нагрівача, машина виконує роботу, рівну 400 Дж.

430. Визначити масу азоту, який проходить внаслідок дифузії через площадку 50 см2 за 20 с, якщо градієнт густини в напрямку, який перпендикулярний площадці, дорівнює 1 кг/м2. Температура азоту 290 К, а середня швидкість вільного пробігу молекул дорівнює 1 мкм.

431. Яка густина розрідженого водню, якщо середня довжина вільного пробігу молекул 1 см, ефективний діаметр молекули 2,3·10-8 см?

432. При якому тискові середня довжина вільного пробігу молекул азоту дорівнює 1 мм, якщо при нормальному тискові вона складає 6·10-6 см?

433. Коефіцієнт дифузії кисню при 00С дорівнює 0,19 см2/с. Визначити середню довжину вільного пробігу молекул кисню.

434. Ефективний діаметр молекули аргону 2,7·10-8 см. Визначити коефіцієнт внутрішнього тертя для аргону при 500С.

435. Визначити кількість теплоти, яка проходить протягом 5 хв. через шар зерна товщиною 2 м та площею 1,5 м2, якщо різниця температур верхньої та нижньої поверхонь 4ºС. Коефіцієнт теплопровідності зерна 0,174 Дж/(м·с·К).

436. За скільки часу 720 г вуглекислого газу продифундує з чорнозему в атмосферу через 1 м2 його поверхні при градієнту густини 0,5∙10-6 г/см4? Коефіцієнт дифузії прийняти рівним 0,04 см²/с.

437. За добу з 50 см² поверхні ґрунту продифундувало 7,25 кг вуглекислого газу. Обчислити коефіцієнт дифузії вуглекислого газу, якщо градієнт його густини в ґрунті дорівнює 1,42 кг/м4.

438. Визначити коефіцієнт теплопровідності азоту, якщо коефіцієнт динамічної в’язкості для нього при тих же умовах дорівнює 10 мкПа∙с.

439. Кисень знаходиться при нормальних умовах. Визначити коефіцієнт теплопровідності кисню, якщо ефективний діаметр його молекул дорівнює 0,36 нм.

440. За який час через м’яз тварини площиною 1 дм2 та товщиною 10 мм пройде 2 кДж теплоти, якщо температура м’язу 38 0С, а температура навколишнього повітря 15 0С? Коефіцієнт теплопровідності м’яза 5,7∙10-2 Вт/(м∙К).

441. Азот перебуває під тиском 10 кПа при температурі 290 К. Визначити коефіцієнт дифузії та внутрішнього тертя. Ефективний діаметр молекул азоту прийняти рівним 0,38 нм.

442. Обчислити середню кінетичну енергію поступального руху молекули кисню при температурі 27⁰С.

443. У циліндрі дизельного двигуна у кінці такту стиску об’єм повітря зменшився у 15 разів, а його тиск збільшився у 30 разів у порівнянні із значеннями цих параметрів на початку процесу. У скільки разів при цьому змінилася абсолютна температура повітря?

444. Визначити масу азоту у балоні об’ємом 30 л, якщо манометр показує тиск 4∙10⁵ Па, а температура газу 7⁰С?

445. Визначити ККД тракторного двигуна, якщо при корисній потужності 49 кВт він витрачає протягом години роботи 10 кг дизельного палива з питомою теплотою згоряння 42 МДж/кг.

446. Визначити масу вугілля з питомою теплотою згоряння 29 МДж/кг, яке витрачається на тепловій електростанції для одержання 1 кВт год електроенергії, якщо ККД електростанції 25%.

447. Знайти масу повітря в аудиторії площею 100 м² і висотою 3 м до і після включення опалення (температури в аудиторії відповідно 17^оС і 25^оС), якщо атмосферний тиск 756 мм.рт.ст. не змінився.

448. Під час посухи на поверхні землі утворюється тверда кірка. Чи треба зберігати її, щоб запобігти висиханню нижніх шарів землі?

449. Об’єм 160 г водню, температура якого 27°С, при ізобарному нагріванні збільшився вдвічі. Визначити роботу газу при розширенні, кількість теплоти, що пішла на його нагрівання, зміну внутрішньої енергії.

450. Двигун внутрішнього згоряння має ККД 28 % при температурі згоряння палива 927 °С і температурі відхідних газів 447°С. На скільки ККД двигуна менший від ККД ідеальної теплової машини?

РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА

1. Савельев И.В. Курс физики: Учеб.: в 3-х томах. Т. 1: Механика. Молекулярная физика. – М.: Наука, 1989. – 352 с.

2. Савельев И.В. Курс физики: Учеб.: в 3-х томах. Т. 2: Электричество. Колебания и волны. Волновая оптика. – М.: Наука, 1989. – 464 с.

3. Савельев И.В. Курс физики: Учеб.: в 3-х томах. Т. 3: Квантовая оптика. Физика твердого тела. Физика атомного ядра и элементарных частиц. – М.: Наука, 1989 – 304 с.

4. Трофимова Т.И. Курс физики: Учебник для студ. вузов. – М.: Высш. шк., 1985. – 432 с

5. Волькенштейн В.С. Сборник задач по общему курсу физики. – М.: Наука, 1976. – 464 с.

6. Сборник задач по общему курсу физики (для сельскохоз. институтов) Учеб.. пособие Под ред. Р.И. Грабовского. – М.: «Высш. школа», 1975. – 127 с.

7. Грабовский Р.И. Курс физики. Учеб. Пособие для с/х ин-тов. Изд. 4-е, перераб. и доп. М., «Высш. школа», 1974.

8. Король А.М., Андріяшик М.В. Фізика. Механіка, молекулярна фізика і термодинаміка. Електрика і магнетизм. Оптика. Елементи квантової механіки, фізики атома, атомного ядра і елементарних частинок. Підручник для студентів вищих технічних навчальних закладів. – К.: Фірма „Інкос”, 2006. – 344 с.

Дата добавления: 2015-05-24