База задач ФизМатБанк
| 58992. Некоторый газ имеет теплоемкость при постоянном объеме cv, отношение теплоемкостей cp/cv = y; определить теплоемкость политропического процесса, если показатель политропы n. |
| 58993. Воздух расширяется по политропическому закону, и объем его увеличивается в семь раз. После расширения давление p2 = 2,3*10^5 Па и температура Т2 = 333 К. Определить первоначальную температуру и удельный объем. Показатель политропы n = 1,32. |
| 58994. Двуокись углерода сжата политропно от V1 = 6 м3 до V2 = 2 м3, при этом давление изменилось от 1,5*10^5 Па до 6*10^5 Па. Определить количество теплоты, отданное окружающей среде, и изменение внутренней энергии газа, если T2 = 600 К [принять cv = const = 650 Дж/ (кг*К)]. |
| 58995. При расширении 3,2 кг кислорода (О2) по политропному закону (n = 2) объем его изменился от 2 м3 до 4,4 м3. Определить изменение внутренней энергии и количество поглощенной теплоты, если давление газа до расширения было p1 = 2,5*10^5 Па [считать cv = const = 651 Дж/ (кг*К)]. |
| 58996. Воздух политропически изменяет свой объем с 8 м3 до 2 м3 при этом давление возрастает в восемь раз. Найти теплоемкость всей массы воздуха, если температура в конце процесса t2 = 227°С, а давление р2 = 16*10^5 Па. |
| 58997. Политропически расширяются 5 кг окиси углерода (СО). Давление газа снижается от р1 = 14*10^5 Па до p2 = 2*10^5 Па. Определить количество теплоты процесса, если температура в конце расширения t2 = 37°С. Показатель политропы n = 1,75, теплоемкость ср = 1047 Дж/ (кг*К). |
| 58998. При политропическом процессе 8 кг азота (N2) нагреваются от температуры T1 = 300 К до T2 = 600 К. В процессе затрачивается 420 кДж теплоты. Определить показатель политропы, если теплоемкость сp = 1043 Дж/ (кг*К) = const. |
| 58999. При сжатии 2 кг кислорода (О2) по политропическому закону (n = 0,7) подводится 352 кДж теплоты. Определить изменение внутренней энергии и работу в этом процессе, если отношение теплоемкостей cp/cv = у = 1,4 и теплоемкость ср = 912,8 Дж/ (кг*К) = const. |
| 59000. Некоторое количество газа политропически изменяет температуру от T1 до Т2. Показатель политропического процесса n. Определить работу, совершаемую газом. |
| 59001. При сжатии 1 кг воздуха по политропическому закону (n = 1,2) совершается работа А = -712 кДж. Определить количество теплоты и изменение внутренней энергии в этом процессе, если отношение теплоемкостей y = cp/cv = 1,40, а cp = 1010 Дж/ (кг*К) = const. |
| 59002. Газ O2, взятый при температуре t = 0°C, расширяется по закону pV 0,9 = const. Определить удельное количество теплоты и удельную термодинамическую работу, если давление изменяется так, что p2/p1 = 0,5. Теплоемкость газа считать постоянной и равной сp = 912,8 Дж/ (кг*К). |
| 59003. При изохорическом процессе 0,5 кг кислорода (O2) нагреваются от температуры t1 = 20°C до t2 = 240°С. Определить, какое количество теплоты нужно сообщить кислороду, пользуясь таблицей: t°C ср, Дж/ (кг*К) y = cp/cv 0 909 1,392 100 924 1,390 200 935 1,384 300 948 1,378 |
| 59004. Решить предыдущую задачу для случая, если процесс будет изобарическим. |
| 59005. При температуре t1 = 27°С 50 кг воздуха участвуют в процессе, при котором теплоемкость меняется по закону с = а + bТ2. Определить, во сколько раз изменится объем воздуха, если в конце процесса температура его стала t2 = 227°С. Для воздуха у = 1,4 [а = 1000Дж/ (кг*К), b = 0,000012 Дж/ (кг*К3)]. |
| 59006. Теплоемкость идеального газа (число степеней свободы i) изменяется в зависимости от температуры по закону c = bT2 + d, где b и d некоторые постоянные. Найти связь между объемом газа и его температурой. |
| 59007. Кусок металла массой m = 0,307 кг при температуре t = 100°С погрузили в воду массой m1 = 1 кг, находящуюся в калориметрическом сосуде массой m1 = 150 г при температуре t1 = 20°С. Через некоторое время после погружения температура воды достигла наивысшего значения Q = 25°С. Используя закон Дюлонга и Пти, определить, что это за металл. Теплоемкость калориметрического сосуда с = 0,38 кДж/ (кг*К). |
| 59008. Используя закон Дюлонга и Пти, построить график зависимости удельной теплоемкости от атомного веса. Расчеты произвести для следующих металлов: Na, Al, Са, Fe, Сu, Ag, W. |
| 59009. При температурах, близких к абсолютному нулю, удельную теплоемкость твердых тел можно определять по закону Дебая: c = kT3, где Т — абсолютная температура и k — постоянная величина, имеющая различные значения для разных материалов. Определить количество теплоты, необходимое для нагревания твердого тела массой m от температуры Т1 до Т2. |
| 59010. Удельная теплоемкость металлов при температуре 20°С, найденная опытным путем, составляет для железа 0,440 кДж/ (кг*К), для марганца 0,461 кДж/ (кг*К), для кадмия 0,226 кДж/ (кг*К). Определить относительную погрешность при расчете теплоемкости этих металлов по закону Дюлонга и Пти. |
| 59011. Найти ошибку в процентах при определении атомной теплоемкости по закону Дюлонга и Пти, если опытные значения теплоемкости алмаза составляют: при 18°C — 0,36 кДж/ (кг*К), при 985°C — 1,93 кДж/ (кг*К). |
| 59012. Определить количество теплоты, аккумулированное перегородкой нагревательной печи, если температура перегородки изменилась от t1 = 20°С до t2 = 1200°С. Перегородка размером 2 х 3 х 0,5 м выполнена из шамотного кирпича, у которого плотность р = 1900 кг/м3, а удельная теплоемкость изменяется по закону с = с0 (1 + bt), где с0 = 880 Дж/ (кг*К), b = 2,4 1/°С, t — температура в градусах Цельсия. |
| 59013. Зависимость удельной теплоемкости серебра от температуры определяется выражением ср = 222 + 0,049T - 239,6T^-2. Определить изменение энтропии при нагревании 100 г серебра от 300 до 1000 К. Чему будет равна относительная ошибка, если пренебречь третьим членом? |
| 59014. Теплоемкость твердого тела при температуре Т > 273 К может быть вычислена по эмпирической формуле c = a + bt. Для алюминия а = 766 Дж/ (кг*К), b = 0,459 Дж/ (кг*К2). Найти изменение энтропии при нагревании алюминиевого бруса массой 8 кг от температуры 300 до 900 К. |
| 59015. Найти суммарное изменение энтропии при погружении 0,1 кг нагретого до 300°С железа в воду при температуре 15°С. Температуру воды массой в 1 кг считать постоянной, теплоемкость железа с = 470 Дж/ (кг*К). |
| 59016. Лед массой 1 кг, имеющий температуру -25°С, был последовательно превращен в воду, а затем при атмосферном давлении — в сухой насыщенный пар. Чему равно изменение энтропии в каждом из процессов? |
| 59017. Чему равно изменение энтропии при протекании следующих процессов: а) изобарическом нагревании 0,1 кг азота от 0 до 125°С; б) изохорическом охлаждении 2 кмоль кислорода от 550 до 275 К; в) изотермическом расширении 0,5 кмоль углекислого газа от объема 11 до 33 м3. |
| 59018. При давлении p = 760 мм рт. ст. 1 кг воды нагревается от 20°С до точки кипения и затем превращается в пар. Найти среднюю температуру подвода тепла в этом процессе. Средней термодинамической температурой при неизотермическом процессе сообщения или отвода теплоты называют температуру такого условного изотермического процесса, в котором количество переданной теплоты и изменение энтропии такие же, как и в данном неизотермическом процессе, т. е. Tcp (1-2) = int TdS/S2 - S1, где S1 и S2 — значения энтропии в конечных точках неизотермического процесса 1-2. |
| 59019. Найти среднюю термодинамическую температуру подвода тепла к свинцу при его плавлении. При загрузке в плавильную печь свинец имел температуру 27°С. Теплоемкость свинца рассчитать по формуле с = а + bТ, где а = 124,8 Дж/ (кг*К), b = 0,032 Дж/ (кг*К2). |
| 59020. Газ массой 1 кмоль, подчиняющийся уравнению Клапейрона — Менделеева, изотермически расширяется так, что p1/p2 = 2. Определить логарифм термодинамического отношения вероятностей конечного и начального состояний газа, а также изменение энтропии. |
| 59021. Кислород массой 1 кг занимает объем V0. Определить вероятность самопроизвольного изотермического сжатия кислорода на 1*10^-6 часть первоначального объема. Как изменится вероятность того же события, если количество кислорода будет равным 1*10^-15 кг? |
| 59022. Определить вероятность самопроизвольного изотермического сжатия 32*10^-5 кг кислорода на 1*10^-5 часть первоначального объема. Чему равно при этом изменение энтропии? |
| 59023. Изотермически сжимаются 2,8 кг азота до объема, равного 1/3 первоначального. Определить термодинамическое отношение вероятностей и изменение энтропии, пользуясь формулой Больцмана. |
| 59024. Водород массой 0,8 кг (i = 5) совершает цикл Карно. Максимальное давление р1 = 10^6 Па, минимальное — p3 = 10^5 Па. Минимальный объем V1 = 2 м3, максимальный — V3 = 12 м3. Определить параметры состояния газа в точках пересечения изотерм и адиабат. |
| 59025. Рассчитать параметры состояния идеального газа в начале и конце адиабатического расширения цикла Карно, если температуры холодильника и нагревателя соответственно равны 280 и 900 К, давление в начальной точке p2 = 0,8*10^5 Па, у = cp/cv = 1,4. Чему равна работа, совершаемая газом при расширении? |
| 59026. Определить параметры состояния газа, подчиняющегося уравнению Клапейрона — Менделеева, в точках 1 и 2 цикла Карно, если известно, что p1 = 1*10^5 Па, T1 = 900 К; 1-2 изотерма. Рабочее тело получает от нагревателя количество теплоты Q1 = 1,75*10^6 Дж. Рассчитать изменение энтропии газа при переходе от состояния 1 в состояние 2. |
| 59027. Определить к.п.д. цикла Карно, если температуры нагревателя и холодильника соответственно равны 200°С и 11°С. Насколько нужно повысить температуру источника, чтобы к.п.д. цикла повысился вдвое? |
| 59028. Теплосиловая установка работает по циклу Карно. Определить к. п. д. установки, если температура нагревателя 600°С, а температура холодильника 15°С. |
| 59029. Доказать, что изменение температуры холодильника сильнее сказывается на к. п. д. цикла Карно, чем такое же изменение температуры нагревателя. |
| 59030. От идеальной теплосиловой установки, работающей по циклу Карно, отводится ежечасно с помощью холодильника 270*10^6 Дж теплоты при температуре 9°С. Определить мощность установки, если количество подводимой теплоты равно 900*10^6 Дж/ч. При какой температуре подводится теплота? |
| 59031. Построить цикл Карно на TS-диаграмме. Как в этом случае определить полезную работу? |
| 59032. Изменение энтропии в тепловой машине, работающей по циклу Карно, за один цикл равно 10^4 Дж/К. Определить полезную работу, если температура нагревателя 320°С, холодильника 20°С. |
| 59033. В паросиловых установках высокого давления температура перегретого водяного пара перед входом в турбину достигает 550°С. Однако из-за того, что значительная часть процессов в установке (подогрев воды до температуры кипения, испарение) происходит при более низких температурах, средняя температура подводимой теплоты в цикле снижается. Определить среднюю температуру нагревателя, если коэффициент полезного действия эквивалентного цикла Карно в такой установке на 16% ниже, чем к. п. д. цикла Карно, вся теплота в котором подводится при t1 = 560°С. Отводится теплота в обоих случаях при температуре t2 = 30°С. Эквивалентным циклом Карно называется такой цикл Карно, термодинамическая эффективность которого (к. п. д. цикла) равна эффективности данного цикла. |
| 59034. Насколько нужно понизить температуру холодильника в паросиловой установке, описанной в предыдущей задаче, чтобы при средней температуре процесса подвода тепла, равной 600 К, к. п. д. эквивалентного цикла Карно был на 10 % ниже, чем к. п. д. цикла, в котором t1 и t2 остались бы равными 550 и 30°С? |
| 59035. В теплосиловой установке для охлаждения применяется речная вода. Вычислить, на какую величину повышается к. п. д. эквивалентного цикла Карно в данной установке зимой, если средняя температура охлаждающей воды летом составляет 19°С, а зимой 4°С. Разность температур между рабочим телом и охлаждающей водой, необходимая для отвода теплоты, равна 5°С. Подводится теплота при T1 = 500 К. |
| 59036. Для повышения к. п. д. теплосиловой установки применен бинарный цикл, в котором нагреватель передает теплоту рабочему телу с высокой температурой кипения. Холодильник первого рабочего тела служит одновременно нагревателем второго, температура кипения которого ниже, чем первого (рис ). Определить, насколько меньше теплоты необходимо подвести к бинарной установке, чтобы сохранить ту же мощность, что и в установке с одним рабочим телом, если температуры подводимой теплоты в циклах Карно, эквивалентных циклу соответственно каждой из этих установок, составляют 720 и 540 К. Теплота отводится от обеих установок при 20°С. Разностью температур в холодильнике-нагревателе бинарной установки пренебречь. |
| 59037. В качестве рабочего тела в бинарном цикле применена ртуть. Давление насыщенного ртутного пара на выходе из котла р1 = 824*10^3 Па, давление в конденсаторе p2 = 9,81*10^3 Па. Определить среднюю температуру подводимой теплоты в цикле. Сравнить ее со средней температурой, если в качестве рабочего тела в том же интервале температур применяется водяной пар. Как влияет теплоемкость рабочего тела на величину средней температуры подводимой теплоты? |
| 59038. Энергетический блок паровой котел — турбина — генератор мощностью в 200 МВт потребляет в час 75 т угля теплотой сгорания 25 МДж/кг. Температура перегретого пара перед входом в турбину t1 = 570°С, в конденсаторе t2 = 30°С. Найти фактический к.п.д. энергетического блока и сравнить его с к.п.д. цикла Карно, осуществленного между температурами t1 и t2. |
| 59039. Цикл двигателя внутреннего сгорания (двигатель Дизеля) происходит следующим образом (рис. ): 0 - 1 — всасывание воздуха в цилиндр (практически при постоянном давлении, обычно равном атмосферному); 1 - 2 — адиабатическое сжатие воздуха, в конце которого происходит впрыск топлива в цилиндр и его воспламенение; 2 - 3 — горение топлива и расширение продуктов сгорания при постоянном давлении (изобарический подвод тепла). При подходе поршня к точке 3 горение заканчивается, расширение становится адиабатическим. В конце расширения (точка 4) открывается выпускной клапан, давление продуктов сгорания падает до атмосферного (изохорический отвод тепла 4 - 1). 1 - 0 — выталкивание поршнем остатков продуктов сгорания из цилиндра. Найти к.п.д. цикла двигателя Дизеля, если показатель степени адиабаты равен у. Отношение e = V1/V2 называется степенью адиабатического сжатия, отношение p = V3/V2 — степенью предварительного расширения. |
| 59040. Цикл газотурбинной установки при постоянном давлении (рис. ) состоит: из адиабаты 1 - 2 (сжатие воздуха в компрессоре перед подачей его в камеру сгорания), изобары 2 - 3 (горения топлива в камере сгорания), адиабаты 3 - 4 (расширение продуктов сгорания в соплах турбины, при этом выполняется работа вращения ротора) и изобары 4 - 1 (охлаждение отработанных газов при атмосферном давлении до температуры окружающей среды). Найти выражение для к.п.д. цикла установки с подводимой теплотой при р = const. Показатель адиабаты равен у, теплоемкости ср воздуха и продуктов сгорания считать равными и постоянными. Отношение b = p2/p1 называется степенью повышения давления. |
| 59041. В цилиндрах двигателя внутреннего сгорания с изохорным подведением теплоты рабочая смесь сжимается политропически с показателем политропы n = 1,3. Найти максимально допустимую степень сжатия и расход топлива двигателем, если начальная температура рабочей смеси t1 = 50°С, а температура в конце сжатия из-за возможной детонации не должна превышать 400°С. Теплота сгорания топлива q = 45 МДж/кг, мощность двигателя 15 кВт, потери на трение и наружное охлаждение не учитывать. |
| 59042. В цикле Отто газовых и карбюраторных двигателей внутреннего сгорания (рис. ) сжимается рабочая смесь, приготовленная вне цилиндров: 0 - 1 — всасывание рабочей смеси (газ — воздух либо пары легкого топлива — воздух); 1 - 2 — адиабатическое сжатие рабочей смеси. В конце сжатия происходит зажигание горючей смеси от электрической искры; 2 - 3 — быстрое возрастание давления продуктов сгорания (практически при постоянном объеме) и их температуры; 3 - 4 — адиабатическое расширение продуктов сгорания (рабочий ход поршня). В конце расширения открывается выпускной клапан, происходит падение давления в цилиндре (ветвь 4 - 1) при постоянном объеме; 1 - 0 — выталкивание поршнем продуктов сгорания. Определить к.п.д. цикла, если показатель степени адиабаты равен у. Отношение V1/V2 = e называется степенью адиабатического сжатия. |
| 59043. На рис. изображен цикл машины. Известно, что кривые АВ и CD изотермы, ВС и DA изохоры, рA = 1,5*10^6 Па, tA = 207°C, рC = 1,5*10^5 Па, tС = 17°С. Определить параметры точек A, B, С, D. Расчет вести для одного киломоля газа. |
| 59044. Цикл паросиловой установки представлен на рис. Нагревание воды в паровом котле до температуры кипения, испарение и перегревание полученного пара происходят при постоянном давлении (изобарное подведение теплоты происходит по ветви 1 - 2). Далее следует адиабатическое расширение пара в турбина (ветвь 2 - 3). В конце расширения пар переходит линию насыщения и увлажняется. Отработанный пар сжимается в конденсаторе (изобарное отведение теплоты, ветвь 3 - 4), а полученный конденсат насосом снова подается в котел (ветвь 1 - 4). Рассчитать данные, необходимые для построения, и построить график цикла в системе координат TS, если р1 = 981*10^4 Па, температура перегретого пара tп-п = 500°С, p3 = 39*10^2 Па. Среднюю теплоемкость воды при давлении р1 принять равной ср = 4620 Дж/ (кг*К). Скрытая теплота испарения воды при р = р1 равна L1 = 133*10^4 Дж/кг; при р = р3 равна L = 243*10^4 Дж/кг. Средняя теплоемкость перегретого пара ср = 3420 Дж/ (кг*К). |
| 59045. Определить расход топлива двигателем внутреннего сгорания с изобарным подводом теплоты, если известно, что мощность двигателя 50 кВт, теплота сгорания топлива q = 42 МДж/кг, степень адиабатического сжатия e = 14, степень предварительного расширения р = 3, показатель адиабаты y = 1,4. |
| 59046. Схема ядерной энергетической установки приведена на рис. Перенос теплоты в первом контуре — от реактора 1 к парогенератору 2 — осуществляется водой при высоком давлении. Рабочим теплом во втором контуре служит насыщенный водяной пар, получаемый в парогенераторе. Перед входом в турбину 3 он имеет давление р1, которому соответствует температура насыщения tн1 = 252°C и скрытая теплота парообразования L = 17*10^5 Дж/кг. В турбине пар расширяется, совершая работу, до давления р2 в конденсаторе 4. Давлению р2 соответствует температура насыщения tн2о = 29°C. Определить к. п. д. эквивалентного цикла Карно в паровой турбине установки. Среднюю теплоемкость воды принять равной сp = 4350 Дж/ (кг*К). |
| 59047. Расход природного урана на атомной электростанции мощностью N = 500 МВт составляет 225 т в год. Найти к. п. д. станционной энергетической установки, если в каждой тонне природного урана содержится 3,5 кг расщепляющихся материалов, а деление всех ядер, содержащихся в 1 кг таких веществ, сопровождается выделением в реакторе 80*10^12 Дж теплоты. Определить среднюю температуру подводимой теплоты во втором контуре (см. рис. ), если тепловые потери в первом контуре составляют 10% от тепловой мощности реактора. Температура в конденсаторе равна 30°С, потерями в электрическом генераторе можно пренебречь. |
| 59048. Идеальная газотурбинная установка работает по циклу с изобарическим подводом и отводом тепла (рис. ). Известно, что температура t4 = 20°С, Т2 = 630 К, 1 - 4 и 2 - 3 — адиабаты с показателем у = 1,4, степень повышения давления b = p1/p4 = 6. Определить к. п. д. цикла и данные, необходимые для построения цикла. Построить цикл в системе координат TS. Теплоемкость газа принять равной ср = 1050 Дж/ (кг*К). |
| 59049. Определить величину холодильного коэффициента установки, работающей по обратному циклу Карно, если теплота отводится из помещения с температурой 2°С в окружающую среду, температура которой 320 К. Чему равна совершаемая работа, если из помещения отводится 20 МДж теплоты в час? Примечание. Холодильным коэффициентом называется отношение количества теплоты, отведённой от охлаждаемого тела, к работе, совершаемой в цикле холодильной машины. |
| 59050. Для поддержания в помещении температуры 0°С холодильной установкой, работающей по циклу Карно, ежечасно совершается работа 5*10^6 Дж. Определить температуру окружающей среды и количество отводимого из помещения тепла (хладопроизводительность установки), если холодильный коэффициент е = 7 (см. примечание к задаче 8-93). |
| 59051. Автомобильная шина накачана воздухом до давления 6,5*10^5 Па при температуре 5°С. Какое количество воздуха необходимо выпустить из камеры, чтобы оставить давление прежним, если температура его поднялась до 40°С? Объем камеры принять постоянным и равным 0,05 м3. Задачу решить для: а) идеального газа; б) реального газа (использовать уравнение в вириальной форме). Вычислить погрешность первого решения, считая второе решение точным. Поправки для воздуха: а = 13,6*10^4 Н*м4/кмоль2, b = 0,0366 м3/кмоль. |
| 59052. Для некоторого газа поправка в уравнении Ван-дер-Ваальса а = 45,3*10^4 Н*м4/кмоль2, а критическая температура. Tкр = 282,7 К. Определить эффективный диаметр молекулы газа. |
| 59053. Найти величину поправок а и b в уравнении состояния Ван-дер-Ваальса для воздуха. Критические давление и температура воздуха соответственно равны Ткр = 132,5 К, Pкр = 37,6*10^5 Па. |
| 59054. Найти критическое давление и критическую температуру неона. Поправки в уравнении Ван-дер-Ваальса для неона будут: а = 2,13*10^4 Н*м4/кмоль2, b = 0,017 м3/кмоль. |
| 59055. Найти эффективный диаметр молекулы азота. Данные и критические параметры азота взять из задачи 9-9. |
| 59056. При давлении 1,2*10^5 Па 8,8 кг углекислого газа занимают объем 4,2 м3. Определить температуру газа, пользуясь уравнением Ван-дер-Ваальса и Клапейрона — Менделеева. Сравнить полученные результаты. Поправки а и b для углекислого газа соответственно равны 36,4*10^4 Н*м4/кмоль2 и 0,043 м3/кмоль. |
| 59057. При каком давлении должен находиться кислород в количестве 0,1 кмоль, чтобы при T = 320 К он занимал объем 0,1 м3? Задачу решить, рассматривая кислород как: а) идеальный газ; в) реальный газ, подчиняющийся уравнению Ван-дер-Ваальса. Поправки для кислорода: а = 1,37*10^5 Н*м4/кмоль2, b = 0,0317 м3/кмоль. Вычислить погрешность первого допущения, считая, что уравнение Ван-дер-Ваальса описывает точно состояние газа. |
| 59058. При какой температуре 1 кмоль аргона будет занимать объем 1 м3, если давление его равно 30*10^5 Па? Критические величины для аргона Pкр = 48,6*10^5 Па, Ткр = 150,8 К. Решить задачу, пользуясь приведенной формой уравнения Ван-дер-Ваальса. |
| 59059. Определить давление, при котором должен находиться 1 кмоль азота, чтобы при Т = 310 К он занимал объем 2,5 м3. Задачу решить, пользуясь уравнением Ван-дер-Ваальса в приведенной форме. Критические величины для азота Pкр = 33,9*10^5 Па, Tкр = 126,1 К. |
| 59060. Воспользовавшись уравнением Ван-дер-Ваальса в вириальной форме, определить разность теплоемкостей Ср — Cv для ксенона при давлении 1*10^5 Па и температуре 25°С. Критическое давление ксенона Pкр = 59*10^5 Па, критическая температура Tкр = 290 К. |
| 59061. Какой толщины следовало бы сделать деревянную стену здания, чтобы она давала такую же потерю теплоты, как кирпичная стена толщиной d = 40 см при одинаковой температуре внутри и снаружи здания. Коэффициенты теплопроводности кирпича и дерева равны соответственно: Kк = 0,70 Вт/ (м*К), Кд = 0,175 Bт/ (м*K). |
| 59062. Для расчета отопительной системы необходимо найти потерю теплоты 1 м2 стены здания в течение суток. Толщина стены d = 50 см, температура стены внутри и снаружи здания соответственно равна t1 = 18°С и t2 = -30°С, коэффициент теплопроводности стены K = 0,20 Вт/ (м*К). |
| 59063. Потолочное перекрытие парового котла состоит из двух слоев тепловой изоляции. Определить температуру t2 на границе между слоями, если температура наружных поверхностей перекрытия t1 = 800°С и t3 = 60°С, а толщина и теплопроводность каждого слоя соответственно равны: d1 = 500 мм, К1 = 1,3 Вт/ (м*К); d2 = 200 мм, К2 = 0,16 Вт/ (м*К). |
| 59064. Стена нагревательной печи толщиной d = 0,75 м выполнена целиком из огнеупорного шамотного кирпича с коэффициентом теплопроводности К1 = 1 Вт/ (м*К). Какова будет толщина стены, если ее выполнить двухслойной, сохранив первый слой из того же материала толщиной d1 = 0,25 м, а второй слой из неогнеупорного, но малотеплопроводного материала, у которого коэффициент теплопроводности K2 = 0,1 Вт/ (м*К)? Тепловой поток и температуры наружных поверхностей у двухслойной стены те же, что и у однослойной. |
| 59065. В топке парового котла сжигается m = 200 кг топлива в час с теплотой сгорания q = 41 МДж/кг. Определить потерю теплоты стенами топки в окружающую среду в процентах от общего количества выделяемого тепла, если поверхность стен топки S = 60 м2, толщина стен d = 750 мм, теплопроводность кладки K = 0,6 Вт/ (м*К), а температуры с внутренней и наружной сторон стен соответственно равны t1 = 750°С; t2 = 50°С. |
| 59066. Стальная стенка котла толщиной d1 = 1,5 мм покрыта с внутренней стороны слоем котельной накипи толщиной d2 = 1 мм. Определить тепловой поток, проходящий через 1 м2 стенки котла и температуру стального листа под накипью, если температура наружной поверхности стенки t1 = 250°С и внутренней t3 = 200°С. Коэффициент теплопроводности накипи К = 0,6 Вт/ (м*К). |
| 59067. Акватория Азовского моря составляет 38*10^3 км2. Найти, во сколько раз мощность теплового потока, передаваемого водой в атмосферу, превышает мощность электростанции в 10^6 кВт, если море покрыто слоем льда толщиной 200 мм, а температура на нижней и верхней поверхностях льда t1 = 0°С и t2 = -15°С. |
| 59068. Антикатод рентгеновской трубки выполнен в виде медного стержня длиной 250 мм и диаметром 15 мм. Определить разность температур между горячим и холодным концом стержня, если через боковую поверхность стержня тепло не проходит, а холодный конец омывается проточной водой. Вода нагревается на 3 градуса при расходе 1 кг/мин. |
| 59069. Определить тепловой поток через огнеупорную обмуровку теплового агрегата, если толщина обмуровки равна 400 мм, температуры поверхностей обмуровки t1 = 900°С и t2 = 60°С, а коэффициент теплопроводности огнеупора изменяется по закону K = K0 (1 + bt), где К0 = 0,35 Вт/ (м*К), b = 1,5*10^-3 К^-1. |
| 59070. Теплопроводность асбеста можно определять методом, который заключается в том, что с нижней стороны пластины асбеста толщиной d1 = (30 ± 0,5) мм находится электронагреватель, а с верхней — водяной калориметр, диаметр которого d = (250 ± 1) мм совпадает по размеру с диаметром исследуемого образца (рис. ). Найти коэффициент теплопроводности материала и относительную его погрешность, если имеются следующие данные измерений: расход воды через калориметр m = (120 ± 1) кг/ч, температура воды на входе и выходе калориметра Q1 = (20,12 ± 0,01)°С, Q2 = (22,36 ± 0,01)°С, температура горячей и холодной стороны пластины t1 = (800 ± 5)°С, t2 = (200 ± 5)°С. |
| 59071. Определить силу сопротивления воздуха при движении автомобиля со скоростью v = 45 км/ч. Площадь среднего сечения автомобиля S = 3,5 м2, плотность воздуха р = 1,2 кг/м3, коэффициент сопротивления сх = 0,5. В качестве определяющего размера при установлении режима движения принять высоту автомобиля h = 1,5 м, Reкр = 2300. |
| 59072. Для определения вязкости жидкостей, менее вязких, чем вода, применяется вискозиметр Оствальда, представляющий собой U-образнуютрубку (рис. ), в узкое колено которой впаян расширитель 1 объемом около 2 см3 и капилляр 2. С обеих сторон расширителя имеются метки а и b. В нижней части широкого колена также имеется расширитель 3. Для определения вязкости сначала определяют постоянную вискозиметра. Для этого в широкую трубку вводят строго определенное количество эталонной жидкости, вязкость которой при некоторой температуре известна. Через резиновую трубку с краном жидкость засасывается в узкое колено выше метки b, кран закрывается, и вискозиметр помещается в водяную баню. Когда в бане установится температура, при которой известна вязкость эталонной жидкости, кран на узком колене открывается и жидкость начинает опускаться. В момент, когда ее уровень перейдет линию b, пускают секундомер, в момент перехода уровня через линию а секундомер останавливают. Постоянная вискозиметра C = v0/т0, (1) где v0 — вязкость эталонной жидкости, т0 — время опускания уровня от метки b к метке а. Аналогично определяют время т опускания уровня испытуемой жидкости. На основании формулы Пуазейля объем жидкости, протекающей через трубку радиуса R, V = 1/h пR4/8l (p1 - p2)т, (2) где h — динамическая вязкость вещества, l — длина трубки, (p1 - p2) — разность давлений, т — время истечения. Применяя формулу (2) для обеих жидкостей и имея в виду, что объемы жидкостей одинаковы, а разность давлений р1 -p2 = pgh, где h — высота столба жидкости, получим т0р0/h0 = тp/h (3) или v = v0т/т0 = Ст. (4) Формула (4) используется для определения кинематической вязкости жидкостей при помощи вискозиметра Оствальда. Определить динамическую вязкость бензола при некоторой температуре t, если известно, что время опускания его уровня в вискозиметре в 1,37 раза меньше, чем соответствующее опускание уровня дистиллированной воды, кинематическая вязкость которой при температуре исследования v0 = 1*10^-6 м2/с. Плотность бензола принять равной 900 кг/м3. |
| 59073. Тонкая плоскопараллельная пластинка площадью S находится в потоке жидкости, текущей вдоль ее поверхности. Определить вязкость жидкости, если на пластинку действует сила F, а градиент скорости в месте ее нахождения равен K. |
| 59074. Вязкость жидкостей, более вязких, чем вода, часто определяется при помощи вискозиметра Энглера. Вискозиметр Энглера состоит из сосуда 1 (рис. ) со сферическим днищем и конической сточной трубкой 2, помещенного в водяную ванну 3. Вязкость жидкости в градусах Энглера представляет собой отношение времени т1 истечения 200 см3 исследуемой жидкости из сосуда 1 в мерную колбу (при заданной температуре) ко времени истечения т0 из того же сосуда 200 см3 дистиллированной воды при температуре 20°С. Определить динамическую вязкость мазута, если при некоторой температуре t1 время его истечения из сосуда Энглера т1 = 6 мин 40 с, а время истечения воды т0 = 50 с. Переход от вязкости, по Энглеру, к кинематической вязкости произвести по эмпирической формуле Уббелоде: v = (7,32° Е + 6,31/°E)*10^-6 м2/с. Плотность мазута принять р = 910 кг/м3. |
| 59075. В высокий цилиндрический сосуд, наполненный глицерином, бросают алюминиевый шарик диаметром d = 6 мм. Определить, при какой скорости падение шарика станет равномерным. Ламинарным или турбулентным будет при этом движение жидкости? Критическое число Рейнольдса Reкр = 2300. |
| 59076. При определении вязкости жидкостей по методу Стокса расчеты ведут в предположении, что скорость падения шарика в жидкости vm = const. В какой степени верно это предположение? Через какой промежуток времени скорость шарика станет равной v1 = 0,995 vm, если плотность материала шарика p1 = 7800 кг/м3, его диаметр d = 2 мм, динамическая вязкость жидкости h = 0,4 Н*с/м2? В начальный момент времени скорость шарика v0 = 0. |
| 59077. Стальной шарик радиусом r = 2*10^-3 м падает в жидкости со скоростью v = 0,2 м/с. Определить вязкость жидкости, если ее плотность р1 = 1,2*10^3 кг/м3. |
| 59078. Найти в любой момент времени скорость и ускорение шарика, падающего в жидкости, плотность которой р1 и коэффициент вязкости h. Плотность шарика р, радиус его r. |
| 59079. Выразить зависимость пройденного пути от времени для шарика, падающего в вязкой жидкости (см. предыдущую задачу). |
| 59080. Чему равны при нормальных условиях коэффициенты диффузии и внутреннего трения азота, если эффективный диаметр молекулы азота s = 3,1*10^-10 м? |
| 59081. Определить время подъема движущихся с постоянной скоростью пузырьков воздуха со дна водоема глубиной 1 м, если диаметры пузырьков соответственно равны 2 и 1 мм. Расширением пузырьков пренебречь. |
| 59082. На вертикальном участке длиной (1,500 ± 0,005) м стальной шарик диаметром (3 ± 0,01) мм движется в глицерине вниз с постоянной скоростью в течение (65,5 ± 0,2) с. Определить коэффициент вязкости глицерина и вычислить относительную его погрешность. |
| 59083. Во сколько раз изменится величина относительной погрешности по сравнению с величиной, полученной в предыдущей задаче, если в тех же условиях движется шарик таких же размеров, но с плотностью 2120 кг/м3 и временем, равным (298 ± 0,2) с? |
| 59084. Лабораторный ртутный термометр погружен в гильзу паропровода до отметки 120°С и показывает 360°С, причем температура выступающего столба ртути, найденная с помощью вспомогательного термометра, равна 59°С. Определить действительную температуру пара, принимая во внимание, что термометр градуировался при погружении до отсчитываемого деления. |
| 59085. Рассчитать объем, который займет в паровом котле вода массой 2000 кг при повышении температуры от 10 до 100°С. |
| 59086. Принимая среднее значение коэффициента объемного расширения трансформаторного масла равным 0,00080 1/°С, найти минимально допустимый объем охлаждающей системы трансформатора, если температура масла во время работы не превышает 90°С. Масса заливаемого масла равна 3000 кг, а его плотность при 15°С — 900 кг/м3. |
| 59087. Найти диаметр капилляра термометра с длиной шкалы равной 70 мм от 0 до 50°С. Объем этилового спирта в резервуаре при 0°С составляет 70 мм3. Изменением размеров капилляра пренебречь. |
| 59088. Для точных измерений применяется термометр со шкалой на 5 градусов и ценой деления 0,01 градуса. Определить расстояние между двумя соседними рисками шкалы, если диаметр капилляра d = 0,122 мм, а объем ртути в резервуаре при нулевом положении столбика равен 2550 мм3. Расширением стекла пренебречь. |
| 59089. Для измерения температуры воздуха в трубопроводе используется толуоловый термометр. Термометр погружен в измерительную гильзу до отметки 19°С, столбик жидкости в нем находится на делении 99°С, а температура выступающего столбика равна 20°С. Коэффициент объемного расширения толуола b = 1,26*10^-3 1/°С. Определить действительную температуру потока воздуха, абсолютную и относительную ошибку данного измерения, учитывая, что градуировку термометра производили при его погружении до отсчитываемого деления. |
| 59090. Для большого интервала изменения давления коэффициент сжатия некоторой жидкости изменяется по закону k = k0 (1 - ар), где а — величина постоянная. Найти конечный объем жидкости при изменении давления от р0 до p1. |
| 59091. Найти плотность масла в гидравлической системе пресса при давлении 500*10^5 Па, если плотность его при 20°С и давлении 1,013*10^5 Па равна 910 кг/м3, а коэффициент сжатия равен 6*10^-10 м2/Н. |
Сборники задач
| Задачи по общей физике Иродов И.Е., 2010 |
| Задачник по физике Чертов, 2009 |
| Задачник по физике Белолипецкий С.Н., Еркович О.С., 2005 |
| Сборник задач по общему курсу ФИЗИКИ Волькенштейн В.С., 2008 |
| Сборник задач по курсу физики Трофимова Т.И., 2008 |
| Физика. Задачи с ответами и решениями Черноуцан А.И., 2009 |
| Сборник задач по общему курсу физики Гурьев Л.Г., Кортнев А.В. и др., 1972 |
| Журнал Квант. Практикум абитуриента. Физика Коллектив авторов, 2013 |
| Задачи по общей физике Иродов И.Е., 1979 |
| Сборник вопросов и задач по физике. 10-11 класс. Гольдфарб Н.И., 1982 |
| Все задачники... |
Статистика решений
| Тип решения | Кол-во |
| подробное решение | 62 245 |
| краткое решение | 7 659 |
| указания как решать | 1 407 |
| ответ (символьный) | 4 786 |
| ответ (численный) | 2 395 |
| нет ответа/решения | 3 406 |
| ВСЕГО | 81 898 |
Форма связи
fizmatbank@ya.ru
Мы в WhatsApp
Мы в Telegram
