На длинной пластине массой M=1 кг и теплоемкостью CM=2000 Дж/К лежит тело массой m=0,2 кг и теплоемкостью Cm=200 Дж/К. Коэффициент трения между телом и пластиной µ=0,3, между полом и пластиной трение отсутствует, пластина и тело обладают очень хорошей теплопроводностью. Сначала температуры тел были одинаковыми. Пластине сообщили начальную скорость v=2 м/с. Через некоторое время пластина и тело стали двигаться как единое целое.
Считайте, что теплообмен с окружающей средой и полом отсутствует. Определите на какое расстояние переместится верхнее тело по пластине (ответ дайте в сантиметрах и округлите до целого числа).
Найдите отношение изменений температур тела и пластины ΔTm/ΔTM к моменту окончания скольжения тела по пластине (ответ округлите до целого числа).
Найдите изменение температуры тела (ответ дайте в мК и округлите до сотых долей).
1.
Дано:
m=1320г
V=1420мл
ρ=?
ρ=m/V = 1320/1420 ≈ 0.929 г/см³ ≈ 0.93 г/см³
ответ: ρ=0.93 г/см³, жидкость: подсолнечное масло
2.
Дано:
V=200мл
ρ=8.96 г/cм³
m=?
m=Vρ = 200*8.96 = 1792г
ответ: m = 1792г
3.
Дано:
m=25кг
ρ=820 кг/м³
V=?
V=m/ρ = 25/820= 0.0304 м³ = 30400 см³ = 30.4 л
ответ: V = 0.0304 м³ = 30400 см³ = 30.4 л
4.
Дано:
U1 = 4 м/с
t1 = 6 мин 360 сек
U2 = 7 м/с
t2 = 10 мин 600 сек
S=?
S = U*t
S = U1*t1+U2*t2 = 4*360+7*600 = 1440+4200 = 5640м
ответ: S = 5640м
5.
Дано:
u1 = 36 км/ч
u2 = 72 км/ч
t1 = 3/4
t2 = 1/4
Uср = ?
U = S/t
S1 = 36*3/4 = 27 км
S2 = 72*1/4 = 18 км
U = (S1+S2)/(t1+t2)
U = (27+18)/(3/4+1/4) = 45/1 = 45 км/ч
ответ: Uср = 45 км/ч
Объяснение:
1. Дано V =831 л=0, 834 м³
Р=1,5 атм=151988 Па
m=1,5 кг
Мвозд=29*10⁻³ кг/моль
R=8.31 Дж/моль*К
T ?
Р*V = m/М RТ
Т= Р*V*М /(R*m)= 151988*0, 834*29*10⁻³/(8.31 *1,5)=294 К
2. n=2,7*10²⁵ м⁻³
Р=3 атм=303975 Па
к=1.38*10⁻²³ Дж/К
T ?
Р = n кТ
Т= Р/(n*к)=303975/(2,7*10²⁵*1.38*10⁻²³)=816 К
3. m= 50 г=0,05 кг
l=10 см=0,01 м
ρ ал=2400 кг/м³
d ?
m= V* ρ ал=S* l* ρ ал; S= m/( l* ρ ал)= 0,05/(0,01*2400)=1,85*10⁻³ м³
S=π d²/4
d=√(4 S/ π)=√(2*1,85*10⁻³/ π)=1,6 мм
4. Р1=2,8*106 Па
Т₁=70 °С=343 К
Р₂=3,5*10⁶ Па
V₁= V₂= V
Т₂ ?
Р₁ V= ᵥ RТ₁
Р₂ V=ᵥ RТ₂ делим первое уравнение на второе
Р₁/ Р₂= Т₁/ Т₂ ⇒ Р₁* Т₂= Т₁* Р₂
2,8*10⁶* Т₂=343*3,5*10⁶
Т₂=343*3,5/2,8=429 К
5. Т=127 °С=400 К
М=0,002 кг/моль
V ?
mо V²/2 =3/2 кТ
V =3 кТ Nа /М =3*1, 38*10⁻²³*400*6,022*10²³/ 0,002 =2,5*10¹⁵ м/с
6. m =10 г=0,01 кг
М=200,6 г/моль
Nа =6,022*10 23 моль⁻¹
m(U), ᵥ, N ?
ᵥ = m / М =10/200,6=0,05 моль
N= ᵥ* Nа=0,05*6,022*10²³=3*10²²
m(U)= m/ N=0,01/3*10²²=3,3*10⁻²⁵ кг
7. Т₁=300 К
Р₁=100 атм
V₁=10 л=0,01 м³
Т₂=273 К
Р₁=1 атм
V₂ ?
Р₁ V₁=ᵥ RТ₁
Р₂ V₂=ᵥ RТ₂
Р₁* V₁/ Р₂* V₂= Т₁/ Т₂; ⇒ Р₁* V₁* Т₂= Т₁* Р₂ *V₂
V₂= Р₁* V₁*Т₂/ (Т₁* Р₂)= 100*0,01*273/(300*1)=0,91 м³
8. T=273 К
k=1.38*10⁻²³ Дж/К-постоянная Больцмана
E ?
Для одноатомного газа при нормальной температуре
E =3*(kT) /2
Подставляем в формулу
E=3*1.38*10⁻²³*273/2=5.6*10⁻²¹ Дж
9. m= 21 кг
l=4 м
S=6 см²=6*10⁻⁴ м2
ρм ?
V= S *l = 6*10⁻⁴*4=24*10⁻⁴ м³
ρ м= m / V =21/24*10⁻⁴= 8750 кг/м³
10. V₁ = 1,5 м³
Р₁= 10⁵ Па
Т₁=0 °С=273 К
Т₂=27 °С=300 К
Р₂= 12*10⁶ Па
V₂ ?
Р₁* V₁/ Р₂* V₂= Т₁/ Т₂; ⇒ Р₁* V₁* Т₂= Т₁* Р₂ *V₂
V₂= Р₁* V₁* Т₂/ (Т₁* Р₂)=10 5*1,5 *300/(273*12*10⁶)=1,4*10⁻² м³
11. N= 3*10²⁵
V=2 м³
Р =2,1*10⁵ Па
Ек ?
Р=2* n* Ек/3 ⇒ Ек=3Р/2 n n= N/ V=3*10²⁵/2=1,5*10²⁵ м⁻³
Ек= 3*2,1*10⁵/(2*1,5*10²⁵)=2,1*10⁻²⁰ Дж
12. m= 20 г=0,02 кг
М=70,9 г/моль
Na = 6.02*10²³ (молекул/моль) - число Авогадро
m(С l₂), ᵥ, N ?
ᵥ= m/М=20/70,9=0,282 моль
N= ᵥ* Na =0,282* 6.02*10²³ =1,7*10²³
m(С l₂)= m/ N=0,02/1,7*10²³=1,18*10²¹ кг