Агрегатные состояния вещества - Контрольные работы

I

1. Под действием силы 50 Н проволока длиной 2,5 м и площадью поперечного сечения 2,5 ∙ 10^-6 м² удлинилась на 1 мм. Определите модуль Юнга.

2. Какое количество теплоты выделится при конденсации 200 г водяного пара с температурой 100 °С и при охлаждении полученной воды до 20 °С? Удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/(кг ∙ °С), удельная теплота парообразования воды — 2,3 МДж/кг.

II

3. Керосин поднялся по капиллярной трубке на 15 мм. Определите радиус трубки, если коэффициент поверхностного натяжения керосина равен 24 ∙ 10^-3 Н/м, а его плотность — 800 кг/м³.

4. Смешали 0,4 м³ воды при температуре 20 °С и 0,1 м³ воды при температуре 70 °С. Какова температура смеси при тепловом равновесии? Удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/(кг ∙ °С).

III

5. В помещении, объем которого 150 м³, поддерживается дневная температура 20 °С и относительная влажность воздуха 60%. Сколько воды выделится на окнах при запотевании стекол, если ночью температура понизится до 8 °С? Давление насыщенного пара при 20 °С равно 2,3 кПа, при 8 °С — 1,1 кПа.

6. Смесь, состоящую из 5 кг льда и 15 кг воды при общей температуре 0 °С, нужно нагреть до температуры 80 °С пропусканием водяного пара при температуре 100 °С. Определите необходимое количество пара. Удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/(кг ∙ °С), удельная теплота парообразования воды равна 2,3 МДж/кг, удельная теплота плавления льда — 340 кДж/кг.

I

1. Относительная влажность воздуха при 18 °С равна 80%. Чему равно парциальное давление водяного пара, если давление насыщенного пара при этой температуре равно 2,06 кПа?

2. Для получения раннего урожая грунт утепляют паром. Сколько потребуется стоградусного водяного пара, выделяющего количество теплоты, равное 36,6 МД ж при конденсации и охлаждении полученной из него воды до температуры 30 °С? Удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/(кг ∙ °С), удельная теплота парообразования воды — 2,3 МДж/кг.

II

3. В калориметре находится 0,3 кг воды при температуре 20 °С. Какое количество воды с температурой 40 °С нужно добавить в калориметр, чтобы установившаяся температура стала равной 25 °С? Теплоемкостью калориметра пренебречь.

4. Диаметр шейки капли воды в момент ее отрыва от стеклянной трубки можно считать равным диаметру трубки. Какой вес имеет падающая капля, если диаметр трубки 1 мм? Поверхностное натяжение воды равно 7 ∙ 10^-2 Н/м.

III

5. В сосуд, имеющий температуру 0 °С, впустили пар массой 1 кг при температуре 100 °С. Сколько воды изначально было в сосуде, если через некоторое время в нем установилась температура 20 °С? Удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/(кг ∙ °С), удельная теплота парообразования воды — 2,3 МДж/кг.

6. Сосуд с водой нагревают на электроплитке от 20 °С до кипения за 20 мин. Сколько нужно времени, чтобы при том же режиме работы плитки 20% воды обратить в пар? Удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/(кг ∙ °С), удельная теплота парообразования воды — 2,3 МДж/кг.

I

1. Вычислите модуль упругости железа, если известно, что железная проволока длиной 1,5 м и сечением 10^-6 м² под действием силы в 200 Н удлинилась на 1,5 мм.

2. Какое количество теплоты необходимо, чтобы 100 г воды, взятой при температуре 283 К, довести до кипения и 10% ее испарить? Удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/(кг ∙ °С), удельная теплота парообразования воды — 2,3 МДж/кг.

II

3. Днем при температуре 20 °С относительная влажность воздуха 60%. Сколько воды в виде росы выделится из каждого кубического метра воздуха, если температура ночью понизилась до 8 °С? Плотность насыщенных паров при температуре 20 °С равна 17,3 г/м³, а при температуре 8 °С — 8,3 г/м³.

4. Воду при температуре 20 °С смешали с водой при температуре 100 °С. Определите отношение массы холодной воды к массе горячей воды, если установившаяся температура равна 40 °С. Удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/(кг ∙ °С).

III

5. Сколько воды выделится из тучи объемом 2,5 ∙ 10⁶ м³ при снижении температуры от 20 до 12 °С, если относительная влажность воздуха 90%? Давление насыщенного пара при 20 °С равно 2,33 кПа, а при 12 °С — 1,4 кПа.

6. Сосуд, содержащий некоторое количество воды, внесли в теплую комнату, причем за 15 мин температура воды повысилась на 4 °С. Сколько потребуется времени, чтобы в этой комнате растаяло такое же количество льда? Скорость теплообмена в обоих случаях считать одинаковой. Удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/(кг ∙ °С), удельная теплота плавления льда — 340 кДж/кг.

I

1. Какую работу надо совершить, чтобы выдуть мыльный пузырь радиусом 7 см? Поверхностное натяжение мыльного раствора равно 4 ∙ 10^-2 Н/м.

2. Сколько энергии израсходовано на нагревание воды массой 750 г от 20 до 100 °С и последующее образование пара массой 250 г? Удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/(кг ∙ °С), удельная теплота парообразования воды — 2,3 МДж/кг.

II

3. К стальному стержню сечением 2 см² подвешен груз массой 5 т. Каким запасом прочности обладает стержень, если разрушающая нагрузка для стали при растяжении равна 12,5 ∙ 10⁸ Па?

4. В калориметр налили воду массой 390 г при температуре 20 °С и воду массой 210 г — при температуре 60 °С. Определите установившуюся температуру воды. Теплоемкостью калориметра пренебречь.

III

5. В сосуд, содержащий 30 л воды, впускают 1,85 кг водяного пара при 100 °С. После конденсации пара температура воды в сосуде повысилась до 37 °С. Найдите первоначальную температуру воды. Удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/(кг ∙ °С), удельная теплота парообразования воды — 2,3 МДж/кг.

6. Днем при температуре 20 °С относительная влажность воздуха была равна 60%. Сколько воды в виде росы выделится из каждого кубического метра воздуха, если температура ночью понизилась до 8 °С? Давление насыщенного пара при 20 °С равно 2,33 кПа, а при 8 °С — 1,1 кПа.