Category: 10 клас

Температура повітря в закритому балоні об’ємом 200 см³ дорівнює 30⁰ С. Точка роси становить 11⁰С. Установить правильне твердження – відносна вологість повітря за температури 10 градусів Цельсія дорівнює 100%. 

З якою силою натягнута сталева струна гітари, якщо її довжина 1 м, а діаметр та видовження становлять 1 мм? Деформацію вважайте пружною. 157H

Дерев’яний брусок об’ємом 125 см³ лежить на поверхні води. Для того, щоб відірвати брусок від поверхні води, треба прикласти силу 0,58 Н. Визначте периметр грані, якою брусок дотикається до поверхні води. Вважайте змочування повним, g=10 м/с². Густина дерева дорівнює 0,4 г/см³, поверхневий натяг води 0,08 Н/м. 1м

Встановіть відповідність між характерною температурою та речовиною, що характеризується такою температурою. аморфне тіло → не має характерної температури, насичена пара → точка роси, рідина → температура кипіння, тверде тіло → температура плавлення

В трьох різних капілярних трубках вода при температурі 293 К піднімається на різну висоту. Встановіть відповідність між діаметром каналу капілярної трубки та висотою підйому в ній води: діаметр 1,2 мм → висота 2,4 см, діаметр 0,5 мм → висота 5,8 см, діаметр 0,8 мм → висота 3,7 см

Встановіть відповідність між властивостями речовини та її агрегатним станом.

Не зберігає ні об’єм, ні форму, тиск залежить лише від температури → насичена пара,

Зберігає об’єм та форму, має визначену температуру плавлення → тверде кристалічне тіло,

Зберігає об’єм і дуже легко змінює форму → рідина,

Зберігає об’єм та форму, під час нагрівання повільно розм’якає → тверде аморфне тіло

Встановіть відповідність між назвами фізичних величин та їхніми одиницями в СІ

Поверхневий натяг → Н/м, Механічна напруга → Па, Абсолютна вологість → кг/м^3, Відносна вологість → %

Відносна вологість повітря ввечері за температури 16⁰С дорівнює 69 %. Визначте температуру (у градусах Цельсія), за якої вночі почне випадати роса. Відповідь дати з точністю до цілих. 10

Тонке алюмінієве кільце вагою 0,07 Н стикається з мильним розчином. Зусилля, яке необхідне прикласти, щоб відірвати кільце від розчину складає 0,2 Н. Вважаючи, що поверхневий натяг 0,04 Н/м, розрахувати радіус кільця. Відповідь дати в см з точністю до цілих. 26

У скляній капілярній трубочці вода піднялася на 20 мм. Як підніметься в тій самій трубочці спирт? Менше 20 мм 

На сталевому тросі довжиною 10 м та діаметром перерізу 2 см рівномірно піднімать мармурову колону масою 5,4 т. Визначте видовження троса в міліметрах. Деформацію вважайте пружною. 8,6 мм 

Яку роботу виконує газ, розширюючись ізобарно за тиску 300 кПа від 2 м3 до 3,5 м3? У відповіді запишіть число у кДж.

W=P⋅ΔV

де

W – робота газу,

P – тиск газу,

ΔV – зміна об’єму газу.

У цьому випадку, тиск газу P=300 кПа, а зміна об’єму газу ΔV=3.5м³−2м³=1.5м³.

Підставляючи значення до формули, отримаємо:

W=300кПа⋅1.5м³

W=300×10³Дж/м³⋅1.5м³

W=450×10³Дж=450кДж

Отже, робота газу, розширюючись ізобарно за тиску 300 кПа від 2 м³ до 3,5 м³, становить 450 кДж.

На скільки градусів слід збільшити температуру 200 г гелію, щоб його внутрішня енергія збільшилася на 3 кДж?

Отже, щоб збільшити внутрішню енергію 200 г гелію на 3 кДж, потрібно збільшити температуру на приблизно 4.81 К (або градусів Цельсія).

Для відповіді на це запитання нам потрібно знати специфічну теплоємність гелію. У цьому випадку ми будемо використовувати значення специфічної теплоємності при постійному об’ємі (Cv), оскільки задача передбачає збільшення внутрішньої енергії при постійному об’ємі.

Для гелію специфічна теплоємність при постійному об’ємі становить близько 3.12 J/(g·K).

Ми можемо використовувати формулу:

ΔU=n⋅Cv⋅ΔT

де

ΔU – зміна внутрішньої енергії,

n – маса гелію,

Cv – специфічна теплоємність при постійному об’ємі,

ΔT – зміна температури.

3кДж=0.2кг⋅3.12J/(g\cdotpK)⋅ΔT

3кДж=3×10³Дж

0.2кг=200г

3×10³Дж=200г⋅3.12J/(g\cdotpK)⋅ΔT

ΔT≈4.81K

Газ в ході ізобарного розширення від 2 м3 до 4 м3 виконав роботу 200 кДж. Знайдіть тиск цього газу.

Для знаходження тиску газу можна скористатись формулою для роботи газу в разі ізобарного розширення:

W=P⋅ΔV

де:

• W – робота газу,
• P – тиск газу,
• ΔV – зміна об’єму газу.

• У цьому випадку, робота газу W=200W=200 кДж, а зміна об’єму газу ΔV=4 м³−2 м³=2 м³

Підставляючи значення до формули, отримаємо:

200кДж=P⋅2м³

Переведемо кілоджоули (кДж) у джоули (Дж):

200 кДж=200×10³ Дж

Підставимо це значення до формули роботи:

200×10³Дж=P⋅2м³

P=100×10³Па=100кПа

Отже, тиск цього газу під час ізобарного розширення становить 100 кПа.

У посудину, що містить 5 кг води при 20 °С, кидають шматок сталі масою 10 кг, нагрітий до 500 °С. Вода нагрівається до 100 °С, і частина її перетворюється в пару. Знайдіть масу пари, що утворилася. Питома теплоємність води 4200 Дж/кгꞏК, питома теплота пароутворення 2,3ꞏ106 Дж/кг, питома теплоємність сталі 500 Дж/кгꞏК.

Відповідь: 0,139 кг

Для розв’язання цієї задачі використовуємо принцип збереження енергії.

Спочатку розрахуємо кількість тепла, яку поглине вода, щоб нагрітися до 100 °C. Використовуємо формулу:

Q1​=m1​⋅c1​⋅ΔT1​

де:

• Q1​ – кількість тепла, яку поглине вода,
• m1​ – маса води,
• c1​ – питома теплоємність води,
• ΔT1​ – зміна температури води.

Підставляємо відомі значення:

Q1​=5кг⋅4200Дж/(кг\cdotpK)⋅(100−20)K

Q1​=1.68×106Дж

Тепер розрахуємо кількість тепла, яку поглине вода при перетворенні в пару. Використовуємо формулу:

Q2​=m2​⋅L

де:

• Q2​​ – кількість тепла, яку поглине вода при перетворенні в пару,
• m_2​ – маса пари,
• L – питома теплота пароутворення.

Підставляємо відомі значення:

Q2​=m2​⋅2.3×106Дж/кг

Тепер розрахуємо кількість тепла, яку поглине сталь, щоб охолонути до 100 °C. Використовуємо формулу:

Q3​=m3​⋅c3​⋅ΔT3​

де:

• Q_3​ – кількість тепла, яку поглине сталь,
• m_3​ – маса сталі,
• c_3​ – питома теплоємність сталі,
• ΔT₃​ – зміна температури сталі.

Підставляємо відомі значення:

Q3​=10кг⋅500Дж/(кг\cdotpK)⋅(100−500)K

Q3​=−2.0×106Дж

Тепер застосуємо принцип збереження енергії:

Q1​+Q2​+Q3​=0

1.68×106Дж+Q2​−2.0×106Дж=0

Q2​=0.32×106Дж

Тепер розрахуємо масу пари m2​:

Q2​=m2​⋅2.3×106Дж/кг

0.32×106Дж=m2​⋅2.3×106Дж/кг

m2​≈0.139кг

Отже, маса пари, що утворилася, становить приблизно 0.139 кг.