В предоставленных материалах ответы к заданиям не указаны. Подборка позволяет ознакомиться с содержанием олимпиады, самостоятельно выполнить предложенные задачи и разобрать особенности их решения. Физика 11 класс. Задания и ответы.
Задание 1.1. Два диэлектрических шарика одинакового радиуса r = 17 мм закреплены на концах тонкого диэлектрического стержня длиной L = AB = 42 см. По объёму одного шарика равномерно распределили заряд q₁ = +9 нКл, по объёму другого — заряд q₂ = +4 нКл. Считайте, что шарики расположены в идеальной непроводящей среде. Значение постоянного коэффициента в законе Кулона k = 9 · 10⁹ Н · м²/Кл².
1) Как взаимодействуют между собой шарики с зарядами q₁ и q₂?
Притягиваются
Отталкиваются
Не взаимодействуют
Могут как притягиваться, так и отталкиваться
2) Определите величину (модуль) силы электростатического взаимодействия шариков сразу после размещения зарядов на них. Ответ выразите в микроньютонах, округлите до сотых.
3) Определите модуль разности потенциалов между точками A и B — концами диэлектрического стержня сразу после размещения зарядов на шариках. Ответ выразите в киловольтах, округлите до десятых.
4) Диэлектрический стержень обладает гигантским сопротивлением R = 185 ГОм. Тем не менее, по нему заряды могут перетекать от одного шарика к другому. Определите силу тока в стержне сразу после того, как шарики зарядили. Ответ выразите в наноамперах, округлите до десятых.
5) Спустя длительное время система зарядов приходит в равновесие и ток исчезает. Какой суммарный заряд перетечёт по стержню к моменту установления равновесия? Ответ выразите в нанокулонах, округлите до десятых.
Скачать задания, ответы и решения в TelegramЗадание 1.2. Два диэлектрических шарика одинакового радиуса r = 13 мм закреплены на концах тонкого диэлектрического стержня длиной L = AB = 26 см. По объёму одного шарика равномерно распределили заряд q₁ = +6 нКл, по объёму другого — заряд q₂ = +2 нКл. Считайте, что шарики расположены в идеальной непроводящей среде. Значение постоянного коэффициента в законе Кулона k = 9 · 10⁹ Н · м²/Кл².
1) Как взаимодействуют между собой шарики с зарядами q₁ и q₂?
Притягиваются
Отталкиваются
Не взаимодействуют
Могут как притягиваться, так и отталкиваться
2) Определите величину (модуль) силы электростатического взаимодействия шариков сразу после размещения зарядов на них. Ответ выразите в микроньютонах, округлите до сотых.
3) Определите модуль разности потенциалов между точками A и B — концами диэлектрического стержня сразу после размещения зарядов на шариках. Ответ выразите в киловольтах, округлите до десятых.
4) Диэлектрический стержень обладает гигантским сопротивлением R = 560 ГОм. Тем не менее, по нему заряды могут перетекать от одного шарика к другому. Определите силу тока в стержне сразу после того, как шарики зарядили. Ответ выразите в наноамперах, округлите до десятых.
5) Спустя длительное время система зарядов приходит в равновесие и ток исчезает. Какой суммарный заряд перетечёт по стержню к моменту установления равновесия? Ответ выразите в нанокулонах, округлите до десятых.
Скачать задания, ответы и решения в TelegramЗадание 1.3. Два диэлектрических шарика одинакового радиуса r = 16 мм закреплены на концах тонкого диэлектрического стержня длиной L = AB = 22 см. По объёму одного шарика равномерно распределили заряд q₁ = −8 нКл, по объёму другого — заряд q₂ = +4 нКл. Считайте, что шарики расположены в идеальной непроводящей среде. Значение постоянного коэффициента в законе Кулона k = 9 · 10⁹ Н · м²/Кл².
1) Как взаимодействуют между собой шарики с зарядами q₁ и q₂?
Притягиваются
Отталкиваются
Не взаимодействуют
Могут как притягиваться, так и отталкиваться
2) Определите величину (модуль) силы электростатического взаимодействия шариков сразу после размещения зарядов на них. Ответ выразите в микроньютонах, округлите до сотых.
3) Определите модуль разности потенциалов между точками A и B — концами диэлектрического стержня сразу после размещения зарядов на шариках. Ответ выразите в киловольтах, округлите до десятых.
4) Диэлектрический стержень обладает гигантским сопротивлением R = 590 ГОм. Тем не менее, по нему заряды могут перетекать от одного шарика к другому. Определите силу тока в стержне сразу после того, как шарики зарядили. Ответ выразите в наноамперах, округлите до десятых.
5) Спустя длительное время система зарядов приходит в равновесие и ток исчезает. Какой суммарный заряд перетечёт по стержню к моменту установления равновесия? Ответ выразите в нанокулонах, округлите до десятых.
Скачать задания, ответы и решения в TelegramЗадание 1.4. Два диэлектрических шарика одинакового радиуса r = 9 мм закреплены на концах тонкого диэлектрического стержня длиной L = AB = 24 см. По объёму одного шарика равномерно распределили заряд q₁ = +5 нКл, по объёму другого — заряд q₂ = −1 нКл. Считайте, что шарики расположены в идеальной непроводящей среде. Значение постоянного коэффициента в законе Кулона k = 9 · 10⁹ Н · м²/Кл².
1) Как взаимодействуют между собой шарики с зарядами q₁ и q₂?
Притягиваются
Отталкиваются
Не взаимодействуют
Могут как притягиваться, так и отталкиваться
2) Определите величину (модуль) силы электростатического взаимодействия шариков сразу после размещения зарядов на них. Ответ выразите в микроньютонах, округлите до сотых.
3) Определите модуль разности потенциалов между точками A и B — концами диэлектрического стержня сразу после размещения зарядов на шариках. Ответ выразите в киловольтах, округлите до десятых.
4) Диэлектрический стержень обладает гигантским сопротивлением R = 330 ГОм. Тем не менее, по нему заряды могут перетекать от одного шарика к другому. Определите силу тока в стержне сразу после того, как шарики зарядили. Ответ выразите в наноамперах, округлите до десятых.
5) Спустя длительное время система зарядов приходит в равновесие и ток исчезает. Какой суммарный заряд перетечёт по стержню к моменту установления равновесия? Ответ выразите в нанокулонах, округлите до десятых.
Скачать задания, ответы и решения в TelegramЗадание 1.5. Два диэлектрических шарика одинакового радиуса r = 12 мм закреплены на концах тонкого диэлектрического стержня длиной L = AB = 36 см. По объёму одного шарика равномерно распределили заряд q₁ = +6 нКл, по объёму другого — заряд q₂ = +2 нКл. Считайте, что шарики расположены в идеальной непроводящей среде. Значение постоянного коэффициента в законе Кулона k = 9 · 10⁹ Н · м²/Кл².
1) Как взаимодействуют между собой шарики с зарядами q₁ и q₂?
Притягиваются
Отталкиваются
Не взаимодействуют
Могут как притягиваться, так и отталкиваться
2) Определите величину (модуль) силы электростатического взаимодействия шариков сразу после размещения зарядов на них. Ответ выразите в микроньютонах, округлите до сотых.
3) Определите модуль разности потенциалов между точками A и B — концами диэлектрического стержня сразу после размещения зарядов на шариках. Ответ выразите в киловольтах, округлите до десятых.
4) Диэлектрический стержень обладает гигантским сопротивлением R = 155 ГОм. Тем не менее, по нему заряды могут перетекать от одного шарика к другому. Определите силу тока в стержне сразу после того, как шарики зарядили. Ответ выразите в наноамперах, округлите до десятых.
5) Спустя длительное время система зарядов приходит в равновесие и ток исчезает. Какой суммарный заряд перетечёт по стержню к моменту установления равновесия? Ответ выразите в нанокулонах, округлите до десятых.
Скачать задания, ответы и решения в TelegramЗадание 1.6. Два диэлектрических шарика одинакового радиуса r = 13 мм закреплены на концах тонкого диэлектрического стержня длиной L = AB = 28 см. По объёму одного шарика равномерно распределили заряд q₁ = −5 нКл, по объёму другого — заряд q₂ = −7 нКл. Считайте, что шарики расположены в идеальной непроводящей среде. Значение постоянного коэффициента в законе Кулона k = 9 · 10⁹ Н · м²/Кл².
1) Как взаимодействуют между собой шарики с зарядами q₁ и q₂?
Притягиваются
Отталкиваются
Не взаимодействуют
Могут как притягиваться, так и отталкиваться
2) Определите величину (модуль) силы электростатического взаимодействия шариков сразу после размещения зарядов на них. Ответ выразите в микроньютонах, округлите до сотых.
3) Определите модуль разности потенциалов между точками A и B — концами диэлектрического стержня сразу после размещения зарядов на шариках. Ответ выразите в киловольтах, округлите до десятых.
4) Диэлектрический стержень обладает гигантским сопротивлением R = 115 ГОм. Тем не менее, по нему заряды могут перетекать от одного шарика к другому. Определите силу тока в стержне сразу после того, как шарики зарядили. Ответ выразите в наноамперах, округлите до десятых.
5) Спустя длительное время система зарядов приходит в равновесие и ток исчезает. Какой суммарный заряд перетечёт по стержню к моменту установления равновесия? Ответ выразите в нанокулонах, округлите до десятых.
Скачать задания, ответы и решения в TelegramЗадание 1.7. Два диэлектрических шарика одинакового радиуса r = 14 мм закреплены на концах тонкого диэлектрического стержня длиной L = AB = 14 см. По объёму одного шарика равномерно распределили заряд q₁ = −6 нКл, по объёму другого — заряд q₂ = +2 нКл. Считайте, что шарики расположены в идеальной непроводящей среде. Значение постоянного коэффициента в законе Кулона k = 9 · 10⁹ Н · м²/Кл².
1) Как взаимодействуют между собой шарики с зарядами q₁ и q₂?
Притягиваются
Отталкиваются
Не взаимодействуют
Могут как притягиваться, так и отталкиваться
2) Определите величину (модуль) силы электростатического взаимодействия шариков сразу после размещения зарядов на них. Ответ выразите в микроньютонах, округлите до сотых.
3) Определите модуль разности потенциалов между точками A и B — концами диэлектрического стержня сразу после размещения зарядов на шариках. Ответ выразите в киловольтах, округлите до десятых.
4) Диэлектрический стержень обладает гигантским сопротивлением R = 820 ГОм. Тем не менее, по нему заряды могут перетекать от одного шарика к другому. Определите силу тока в стержне сразу после того, как шарики зарядили. Ответ выразите в наноамперах, округлите до десятых.
5) Спустя длительное время система зарядов приходит в равновесие и ток исчезает. Какой суммарный заряд перетечёт по стержню к моменту установления равновесия? Ответ выразите в нанокулонах, округлите до десятых.
Скачать задания, ответы и решения в TelegramЗадание 1.8. Два диэлектрических шарика одинакового радиуса r = 9 мм закреплены на концах тонкого диэлектрического стержня длиной L = AB = 21 см. По объёму одного шарика равномерно распределили заряд q₁ = +6 нКл, по объёму другого — заряд q₂ = −4 нКл. Считайте, что шарики расположены в идеальной непроводящей среде. Значение постоянного коэффициента в законе Кулона k = 9 · 10⁹ Н · м²/Кл².
1) Как взаимодействуют между собой шарики с зарядами q₁ и q₂?
Притягиваются
Отталкиваются
Не взаимодействуют
Могут как притягиваться, так и отталкиваться
2) Определите величину (модуль) силы электростатического взаимодействия шариков сразу после размещения зарядов на них. Ответ выразите в микроньютонах, округлите до сотых.
3) Определите модуль разности потенциалов между точками A и B — концами диэлектрического стержня сразу после размещения зарядов на шариках. Ответ выразите в киловольтах, округлите до десятых.
4) Диэлектрический стержень обладает гигантским сопротивлением R = 890 ГОм. Тем не менее, по нему заряды могут перетекать от одного шарика к другому. Определите силу тока в стержне сразу после того, как шарики зарядили. Ответ выразите в наноамперах, округлите до десятых.
5) Спустя длительное время система зарядов приходит в равновесие и ток исчезает. Какой суммарный заряд перетечёт по стержню к моменту установления равновесия? Ответ выразите в нанокулонах, округлите до десятых.
Скачать задания, ответы и решения в TelegramЗадание 1.9. Два диэлектрических шарика одинакового радиуса r = 11 мм закреплены на концах тонкого диэлектрического стержня длиной L = AB = 18 см. По объёму одного шарика равномерно распределили заряд q₁ = −3 нКл, по объёму другого — заряд q₂ = +4 нКл. Считайте, что шарики расположены в идеальной непроводящей среде. Значение постоянного коэффициента в законе Кулона k = 9 · 10⁹ Н · м²/Кл².
1) Как взаимодействуют между собой шарики с зарядами q₁ и q₂?
Притягиваются
Отталкиваются
Не взаимодействуют
Могут как притягиваться, так и отталкиваться
2) Определите величину (модуль) силы электростатического взаимодействия шариков сразу после размещения зарядов на них. Ответ выразите в микроньютонах, округлите до сотых.
3) Определите модуль разности потенциалов между точками A и B — концами диэлектрического стержня сразу после размещения зарядов на шариках. Ответ выразите в киловольтах, округлите до десятых.
4) Диэлектрический стержень обладает гигантским сопротивлением R = 620 ГОм. Тем не менее, по нему заряды могут перетекать от одного шарика к другому. Определите силу тока в стержне сразу после того, как шарики зарядили. Ответ выразите в наноамперах, округлите до десятых.
5) Спустя длительное время система зарядов приходит в равновесие и ток исчезает. Какой суммарный заряд перетечёт по стержню к моменту установления равновесия? Ответ выразите в нанокулонах, округлите до десятых.
Скачать задания, ответы и решения в TelegramЗадание 1.10. Два диэлектрических шарика одинакового радиуса r = 10 мм закреплены на концах тонкого диэлектрического стержня длиной L = AB = 32 см. По объёму одного шарика равномерно распределили заряд q₁ = +8 нКл, по объёму другого — заряд q₂ = −4 нКл. Считайте, что шарики расположены в идеальной непроводящей среде. Значение постоянного коэффициента в законе Кулона k = 9 · 10⁹ Н · м²/Кл².
1) Как взаимодействуют между собой шарики с зарядами q₁ и q₂?
Притягиваются
Отталкиваются
Не взаимодействуют
Могут как притягиваться, так и отталкиваться
2) Определите величину (модуль) силы электростатического взаимодействия шариков сразу после размещения зарядов на них. Ответ выразите в микроньютонах, округлите до сотых.
3) Определите модуль разности потенциалов между точками A и B — концами диэлектрического стержня сразу после размещения зарядов на шариках. Ответ выразите в киловольтах, округлите до десятых.
4) Диэлектрический стержень обладает гигантским сопротивлением R = 460 ГОм. Тем не менее, по нему заряды могут перетекать от одного шарика к другому. Определите силу тока в стержне сразу после того, как шарики зарядили. Ответ выразите в наноамперах, округлите до десятых.
5) Спустя длительное время система зарядов приходит в равновесие и ток исчезает. Какой суммарный заряд перетечёт по стержню к моменту установления равновесия? Ответ выразите в нанокулонах, округлите до десятых.
Скачать задания, ответы и решения в TelegramЗадание 2.1. Учитель ведёт урок в закрытом кабинете объёмом V = 165 м³. В кабинете находится 21 ученик и сам учитель. Температура воздуха в помещении t = 23 °C остаётся постоянной на протяжении всего урока. Начальная относительная влажность воздуха φ₀ = 31 %.
Для восполнения водного баланса учитель за 45 минут урока должен выпивать V₀ = 36 мл воды, которая затем полностью испаряется с поверхности кожи и при дыхании. Считайте, что все люди в кабинете испаряют воду с одинаковой скоростью и что конвекция равномерно перемешивает воздух, так что концентрация водяного пара одинакова во всём помещении.
При расчётах используйте следующие значения:
— универсальная газовая постоянная R = 8.31 Дж/(моль · К);
— молярная масса водяного пара M = 18 г/моль;
— давление насыщенного водяного пара при 23 °C p_нас = 2.81 кПа;
— плотность воды ρ = 1 г/см³;
— абсолютный нуль температуры −273 °C.
1) На сколько процентных пунктов увеличится относительная влажность воздуха в кабинете за 45 минут? Например, если начальная влажность была 20 %, а стала 28 %, ответом является 8. Ответ округлите до десятых. Считайте, что конденсация пара не происходит — вся испарившаяся вода остаётся в воздухе.
2) Дело происходит зимой, поэтому температура воздуха вблизи оконного стекла значительно ниже, чем в основной части кабинета, и составляет t_ст = 14.3 °C.
Давление насыщенного водяного пара (в кПа) зависит от температуры t в градусах Цельсия по формуле Магнуса:
p_нас(t) = 0.611 кПа · e^((17.27 · t)/(t + 237.3))
Чему равно давление насыщенного водяного пара при температуре t_ст? Ответ выразите в килопаскалях, округлите до сотых.
3) Будем считать, что концентрация водяного пара в воздухе в центре помещения и возле окон одинаковая. Каким станет давление водяного пара вблизи оконного стекла спустя 45 минут после начала урока? Ответ выразите в килопаскалях, округлите до сотых.
4) Во время перемены учитель и все ребята остались на своих местах, чтобы обсудить подготовку к празднику, а сразу после обсуждения начался второй урок. Через какое время после начала первого урока окна начнут запотевать? Ответ выразите в минутах, округлите до целых. Считайте, что скорость испарения воды остаётся неизменной, а конденсация начинается, как только давление водяного пара у окна достигает давления насыщенного пара при температуре стекла.
5) После начала запотевания концентрация водяного пара вблизи окон и в остальной части помещения может различаться: у стекла она остаётся на уровне насыщения, а в основной части помещения может продолжать увеличиваться. Считайте, что всё тепло, выделяющееся при конденсации, отводится через оконное стекло на улицу, при этом температуры стекла и воздуха в помещении остаются постоянными. Мощность тепловых потерь через окна составляет P = 330 Вт. Удельная теплота парообразования (конденсации) воды равна L = 2.45 МДж/кг. Определите скорость конденсации воды на окнах. Ответ выразите в мл/мин, округлите до десятых.
Скачать задания, ответы и решения в TelegramЗадание 2.2. Учитель ведёт урок в закрытом кабинете объёмом V = 230 м³. В кабинете находятся 22 ученика и сам учитель. Температура воздуха в помещении t = 23 °C остаётся постоянной на протяжении всего урока. Начальная относительная влажность воздуха φ₀ = 25 %.
Для восполнения водного баланса учитель за 45 минут урока должен выпивать V₀ = 50 мл воды, которая затем полностью испаряется с поверхности кожи и при дыхании. Считайте, что все люди в кабинете испаряют воду с одинаковой скоростью и что конвекция равномерно перемешивает воздух, так что концентрация водяного пара одинакова во всём помещении.
При расчётах используйте следующие значения:
— универсальная газовая постоянная R = 8.31 Дж/(моль · К);
— молярная масса водяного пара M = 18 г/моль;
— давление насыщенного водяного пара при 23 °C p_нас = 2.81 кПа;
— плотность воды ρ = 1 г/см³;
— абсолютный нуль температуры −273 °C.
1) На сколько процентных пунктов увеличится относительная влажность воздуха в кабинете за 45 минут? Например, если начальная влажность была 20 %, а стала 28 %, ответом является 8. Ответ округлите до десятых. Считайте, что конденсация пара не происходит — вся испарившаяся вода остаётся в воздухе.
2) Дело происходит зимой, поэтому температура воздуха вблизи оконного стекла значительно ниже, чем в основной части кабинета, и составляет t_ст = 12.4 °C.
Давление насыщенного водяного пара (в кПа) зависит от температуры t в градусах Цельсия по формуле Магнуса:
p_нас(t) = 0.611 кПа · e^((17.27 · t)/(t + 237.3))
Чему равно давление насыщенного водяного пара при температуре t_ст? Ответ выразите в килопаскалях, округлите до сотых.
3) Будем считать, что концентрация водяного пара в воздухе в центре помещения и возле окон одинаковая. Каким станет давление водяного пара вблизи оконного стекла спустя 45 минут после начала урока? Ответ выразите в килопаскалях, округлите до сотых.
4) Во время перемены учитель и все ребята остались на своих местах, чтобы обсудить подготовку к празднику, а сразу после обсуждения начался второй урок. Через какое время после начала первого урока окна начнут запотевать? Ответ выразите в минутах, округлите до целых. Считайте, что скорость испарения воды остаётся неизменной, а конденсация начинается, как только давление водяного пара у окна достигает давления насыщенного пара при температуре стекла.
5) После начала запотевания концентрация водяного пара вблизи окон и в остальной части помещения может различаться: у стекла она остаётся на уровне насыщения, а в основной части помещения может продолжать увеличиваться. Считайте, что всё тепло, выделяющееся при конденсации, отводится через оконное стекло на улицу, при этом температуры стекла и воздуха в помещении остаются постоянными. Мощность тепловых потерь через окна составляет P = 250 Вт. Удельная теплота парообразования (конденсации) воды равна L = 2.45 МДж/кг. Определите скорость конденсации воды на окнах. Ответ выразите в мл/мин, округлите до десятых.
Скачать задания, ответы и решения в TelegramЗадание 2.3. Учитель ведёт урок в закрытом кабинете объёмом V = 235 м³. В кабинете находятся 15 учеников и сам учитель. Температура воздуха в помещении t = 23 °C остаётся постоянной на протяжении всего урока. Начальная относительная влажность воздуха φ₀ = 34 %.
Для восполнения водного баланса учитель за 45 минут урока должен выпивать V₀ = 54 мл воды, которая затем полностью испаряется с поверхности кожи и при дыхании. Считайте, что все люди в кабинете испаряют воду с одинаковой скоростью и что конвекция равномерно перемешивает воздух, так что концентрация водяного пара одинакова во всём помещении.
При расчётах используйте следующие значения:
— универсальная газовая постоянная R = 8.31 Дж/(моль · К);
— молярная масса водяного пара M = 18 г/моль;
— давление насыщенного водяного пара при 23 °C p_нас = 2.81 кПа;
— плотность воды ρ = 1 г/см³;
— абсолютный нуль температуры −273 °C.
1) На сколько процентных пунктов увеличится относительная влажность воздуха в кабинете за 45 минут? Например, если начальная влажность была 20 %, а стала 28 %, ответом является 8. Ответ округлите до десятых. Считайте, что конденсация пара не происходит — вся испарившаяся вода остаётся в воздухе.
2) Дело происходит зимой, поэтому температура воздуха вблизи оконного стекла значительно ниже, чем в основной части кабинета, и составляет t_ст = 14.6 °C.
Давление насыщенного водяного пара (в кПа) зависит от температуры t в градусах Цельсия по формуле Магнуса:
p_нас(t) = 0.611 кПа · e^((17.27 · t)/(t + 237.3))
Чему равно давление насыщенного водяного пара при температуре t_ст? Ответ выразите в килопаскалях, округлите до сотых.
3) Будем считать, что концентрация водяного пара в воздухе в центре помещения и возле окон одинаковая. Каким станет давление водяного пара вблизи оконного стекла спустя 45 минут после начала урока? Ответ выразите в килопаскалях, округлите до сотых.
4) Во время перемены учитель и все ребята остались на своих местах, чтобы обсудить подготовку к празднику, а сразу после обсуждения начался второй урок. Через какое время после начала первого урока окна начнут запотевать? Ответ выразите в минутах, округлите до целых. Считайте, что скорость испарения воды остаётся неизменной, а конденсация начинается, как только давление водяного пара у окна достигает давления насыщенного пара при температуре стекла.
5) После начала запотевания концентрация водяного пара вблизи окон и в остальной части помещения может различаться: у стекла она остаётся на уровне насыщения, а в основной части помещения может продолжать увеличиваться. Считайте, что всё тепло, выделяющееся при конденсации, отводится через оконное стекло на улицу, при этом температуры стекла и воздуха в помещении остаются постоянными. Мощность тепловых потерь через окна составляет P = 200 Вт. Удельная теплота парообразования (конденсации) воды равна L = 2.45 МДж/кг. Определите скорость конденсации воды на окнах. Ответ выразите в мл/мин, округлите до десятых.
Скачать задания, ответы и решения в TelegramЗадание 2.4. Учитель ведёт урок в закрытом кабинете объёмом V = 210 м³. В кабинете находятся 24 ученика и сам учитель. Температура воздуха в помещении t = 23 °C остаётся постоянной на протяжении всего урока. Начальная относительная влажность воздуха φ₀ = 29 %.
Для восполнения водного баланса учитель за 45 минут урока должен выпивать V₀ = 43 мл воды, которая затем полностью испаряется с поверхности кожи и при дыхании. Считайте, что все люди в кабинете испаряют воду с одинаковой скоростью и что конвекция равномерно перемешивает воздух, так что концентрация водяного пара одинакова во всём помещении.
При расчётах используйте следующие значения:
— универсальная газовая постоянная R = 8.31 Дж/(моль · К);
— молярная масса водяного пара M = 18 г/моль;
— давление насыщенного водяного пара при 23 °C p_нас = 2.81 кПа;
— плотность воды ρ = 1 г/см³;
— абсолютный нуль температуры −273 °C.
1) На сколько процентных пунктов увеличится относительная влажность воздуха в кабинете за 45 минут? Например, если начальная влажность была 20 %, а стала 28 %, ответом является 8. Ответ округлите до десятых. Считайте, что конденсация пара не происходит — вся испарившаяся вода остаётся в воздухе.
2) Дело происходит зимой, поэтому температура воздуха вблизи оконного стекла значительно ниже, чем в основной части кабинета, и составляет t_ст = 14.8 °C.
Давление насыщенного водяного пара (в кПа) зависит от температуры t в градусах Цельсия по формуле Магнуса:
p_нас(t) = 0.611 кПа · e^((17.27 · t)/(t + 237.3))
Чему равно давление насыщенного водяного пара при температуре t_ст? Ответ выразите в килопаскалях, округлите до сотых.
3) Будем считать, что концентрация водяного пара в воздухе в центре помещения и возле окон одинаковая. Каким станет давление водяного пара вблизи оконного стекла спустя 45 минут после начала урока? Ответ выразите в килопаскалях, округлите до сотых.
4) Во время перемены учитель и все ребята остались на своих местах, чтобы обсудить подготовку к празднику, а сразу после обсуждения начался второй урок. Через какое время после начала первого урока окна начнут запотевать? Ответ выразите в минутах, округлите до целых. Считайте, что скорость испарения воды остаётся неизменной, а конденсация начинается, как только давление водяного пара у окна достигает давления насыщенного пара при температуре стекла.
5) После начала запотевания концентрация водяного пара вблизи окон и в остальной части помещения может различаться: у стекла она остаётся на уровне насыщения, а в основной части помещения может продолжать увеличиваться. Считайте, что всё тепло, выделяющееся при конденсации, отводится через оконное стекло на улицу, при этом температуры стекла и воздуха в помещении остаются постоянными. Мощность тепловых потерь через окна составляет P = 480 Вт. Удельная теплота парообразования (конденсации) воды равна L = 2.45 МДж/кг. Определите скорость конденсации воды на окнах. Ответ выразите в мл/мин, округлите до десятых.
Скачать задания, ответы и решения в TelegramЗадание 2.5. Учитель ведёт урок в закрытом кабинете объёмом V = 195 м³. В кабинете находятся 27 учеников и сам учитель. Температура воздуха в помещении t = 23 °C остаётся постоянной на протяжении всего урока. Начальная относительная влажность воздуха φ₀ = 23 %.
Для восполнения водного баланса учитель за 45 минут урока должен выпивать V₀ = 47 мл воды, которая затем полностью испаряется с поверхности кожи и при дыхании. Считайте, что все люди в кабинете испаряют воду с одинаковой скоростью и что конвекция равномерно перемешивает воздух, так что концентрация водяного пара одинакова во всём помещении.
При расчётах используйте следующие значения:
— универсальная газовая постоянная R = 8.31 Дж/(моль · К);
— молярная масса водяного пара M = 18 г/моль;
— давление насыщенного водяного пара при 23 °C p_нас = 2.81 кПа;
— плотность воды ρ = 1 г/см³;
— абсолютный нуль температуры −273 °C.
1) На сколько процентных пунктов увеличится относительная влажность воздуха в кабинете за 45 минут? Например, если начальная влажность была 20 %, а стала 28 %, ответом является 8. Ответ округлите до десятых. Считайте, что конденсация пара не происходит — вся испарившаяся вода остаётся в воздухе.
2) Дело происходит зимой, поэтому температура воздуха вблизи оконного стекла значительно ниже, чем в основной части кабинета, и составляет t_ст = 15.6 °C.
Давление насыщенного водяного пара (в кПа) зависит от температуры t в градусах Цельсия по формуле Магнуса:
p_нас(t) = 0.611 кПа · e^((17.27 · t)/(t + 237.3))
Чему равно давление насыщенного водяного пара при температуре t_ст? Ответ выразите в килопаскалях, округлите до сотых.
3) Будем считать, что концентрация водяного пара в воздухе в центре помещения и возле окон одинаковая. Каким станет давление водяного пара вблизи оконного стекла спустя 45 минут после начала урока? Ответ выразите в килопаскалях, округлите до сотых.
4) Во время перемены учитель и все ребята остались на своих местах, чтобы обсудить подготовку к празднику, а сразу после обсуждения начался второй урок. Через какое время после начала первого урока окна начнут запотевать? Ответ выразите в минутах, округлите до целых. Считайте, что скорость испарения воды остаётся неизменной, а конденсация начинается, как только давление водяного пара у окна достигает давления насыщенного пара при температуре стекла.
5) После начала запотевания концентрация водяного пара вблизи окон и в остальной части помещения может различаться: у стекла она остаётся на уровне насыщения, а в основной части помещения может продолжать увеличиваться. Считайте, что всё тепло, выделяющееся при конденсации, отводится через оконное стекло на улицу, при этом температуры стекла и воздуха в помещении остаются постоянными. Мощность тепловых потерь через окна составляет P = 280 Вт. Удельная теплота парообразования (конденсации) воды равна L = 2.45 МДж/кг. Определите скорость конденсации воды на окнах. Ответ выразите в мл/мин, округлите до десятых.
Скачать задания, ответы и решения в TelegramЗадание 2.6. Учитель ведёт урок в закрытом кабинете объёмом V = 200 м³. В кабинете находятся 25 учеников и сам учитель. Температура воздуха в помещении t = 23 °C остаётся постоянной на протяжении всего урока. Начальная относительная влажность воздуха φ₀ = 22 %.
Для восполнения водного баланса учитель за 45 минут урока должен выпивать V₀ = 45 мл воды, которая затем полностью испаряется с поверхности кожи и при дыхании. Считайте, что все люди в кабинете испаряют воду с одинаковой скоростью и что конвекция равномерно перемешивает воздух, так что концентрация водяного пара одинакова во всём помещении.
При расчётах используйте следующие значения:
— универсальная газовая постоянная R = 8.31 Дж/(моль · К);
— молярная масса водяного пара M = 18 г/моль;
— давление насыщенного водяного пара при 23 °C p_нас = 2.81 кПа;
— плотность воды ρ = 1 г/см³;
— абсолютный нуль температуры −273 °C.
1) На сколько процентных пунктов увеличится относительная влажность воздуха в кабинете за 45 минут? Например, если начальная влажность была 20 %, а стала 28 %, ответом является 8. Ответ округлите до десятых. Считайте, что конденсация пара не происходит — вся испарившаяся вода остаётся в воздухе.
2) Дело происходит зимой, поэтому температура воздуха вблизи оконного стекла значительно ниже, чем в основной части кабинета, и составляет t_ст = 11.7 °C.
Давление насыщенного водяного пара (в кПа) зависит от температуры t в градусах Цельсия по формуле Магнуса:
p_нас(t) = 0.611 кПа · e^((17.27 · t)/(t + 237.3))
Чему равно давление насыщенного водяного пара при температуре t_ст? Ответ выразите в килопаскалях, округлите до сотых.
3) Будем считать, что концентрация водяного пара в воздухе в центре помещения и возле окон одинаковая. Каким станет давление водяного пара вблизи оконного стекла спустя 45 минут после начала урока? Ответ выразите в килопаскалях, округлите до сотых.
4) Во время перемены учитель и все ребята остались на своих местах, чтобы обсудить подготовку к празднику, а сразу после обсуждения начался второй урок. Через какое время после начала первого урока окна начнут запотевать? Ответ выразите в минутах, округлите до целых. Считайте, что скорость испарения воды остаётся неизменной, а конденсация начинается, как только давление водяного пара у окна достигает давления насыщенного пара при температуре стекла.
5) После начала запотевания концентрация водяного пара вблизи окон и в остальной части помещения может различаться: у стекла она остаётся на уровне насыщения, а в основной части помещения может продолжать увеличиваться. Считайте, что всё тепло, выделяющееся при конденсации, отводится через оконное стекло на улицу, при этом температуры стекла и воздуха в помещении остаются постоянными. Мощность тепловых потерь через окна составляет P = 350 Вт. Удельная теплота парообразования (конденсации) воды равна L = 2.45 МДж/кг. Определите скорость конденсации воды на окнах. Ответ выразите в мл/мин, округлите до десятых.
Скачать задания, ответы и решения в TelegramЗадание 2.7. Учитель ведёт урок в закрытом кабинете объёмом V = 215 м³. В кабинете находятся 28 учеников и сам учитель. Температура воздуха в помещении t = 23 °C остаётся постоянной на протяжении всего урока. Начальная относительная влажность воздуха φ₀ = 21 %.
Для восполнения водного баланса учитель за 45 минут урока должен выпивать V₀ = 33 мл воды, которая затем полностью испаряется с поверхности кожи и при дыхании. Считайте, что все люди в кабинете испаряют воду с одинаковой скоростью и что конвекция равномерно перемешивает воздух, так что концентрация водяного пара одинакова во всём помещении.
При расчётах используйте следующие значения:
— универсальная газовая постоянная R = 8.31 Дж/(моль · К);
— молярная масса водяного пара M = 18 г/моль;
— давление насыщенного водяного пара при 23 °C p_нас = 2.81 кПа;
— плотность воды ρ = 1 г/см³;
— абсолютный нуль температуры −273 °C.
1) На сколько процентных пунктов увеличится относительная влажность воздуха в кабинете за 45 минут? Например, если начальная влажность была 20 %, а стала 28 %, ответом является 8. Ответ округлите до десятых. Считайте, что конденсация пара не происходит — вся испарившаяся вода остаётся в воздухе.
2) Дело происходит зимой, поэтому температура воздуха вблизи оконного стекла значительно ниже, чем в основной части кабинета, и составляет t_ст = 11.9 °C.
Давление насыщенного водяного пара (в кПа) зависит от температуры t в градусах Цельсия по формуле Магнуса:
p_нас(t) = 0.611 кПа · e^((17.27 · t)/(t + 237.3))
Чему равно давление насыщенного водяного пара при температуре t_ст? Ответ выразите в килопаскалях, округлите до сотых.
3) Будем считать, что концентрация водяного пара в воздухе в центре помещения и возле окон одинаковая. Каким станет давление водяного пара вблизи оконного стекла спустя 45 минут после начала урока? Ответ выразите в килопаскалях, округлите до сотых.
4) Во время перемены учитель и все ребята остались на своих местах, чтобы обсудить подготовку к празднику, а сразу после обсуждения начался второй урок. Через какое время после начала первого урока окна начнут запотевать? Ответ выразите в минутах, округлите до целых. Считайте, что скорость испарения воды остаётся неизменной, а конденсация начинается, как только давление водяного пара у окна достигает давления насыщенного пара при температуре стекла.
5) После начала запотевания концентрация водяного пара вблизи окон и в остальной части помещения может различаться: у стекла она остаётся на уровне насыщения, а в основной части помещения может продолжать увеличиваться. Считайте, что всё тепло, выделяющееся при конденсации, отводится через оконное стекло на улицу, при этом температуры стекла и воздуха в помещении остаются постоянными. Мощность тепловых потерь через окна составляет P = 430 Вт. Удельная теплота парообразования (конденсации) воды равна L = 2.45 МДж/кг. Определите скорость конденсации воды на окнах. Ответ выразите в мл/мин, округлите до десятых.
Скачать задания, ответы и решения в TelegramЗадание 2.8. Учитель ведёт урок в закрытом кабинете объёмом V = 155 м³. В кабинете находятся 19 учеников и сам учитель. Температура воздуха в помещении t = 23 °C остаётся постоянной на протяжении всего урока. Начальная относительная влажность воздуха φ₀ = 21 %.
Для восполнения водного баланса учитель за 45 минут урока должен выпивать V₀ = 48 мл воды, которая затем полностью испаряется с поверхности кожи и при дыхании. Считайте, что все люди в кабинете испаряют воду с одинаковой скоростью и что конвекция равномерно перемешивает воздух, так что концентрация водяного пара одинакова во всём помещении.
При расчётах используйте следующие значения:
— универсальная газовая постоянная R = 8.31 Дж/(моль · К);
— молярная масса водяного пара M = 18 г/моль;
— давление насыщенного водяного пара при 23 °C p_нас = 2.81 кПа;
— плотность воды ρ = 1 г/см³;
— абсолютный нуль температуры −273 °C.
1) На сколько процентных пунктов увеличится относительная влажность воздуха в кабинете за 45 минут? Например, если начальная влажность была 20 %, а стала 28 %, ответом является 8. Ответ округлите до десятых. Считайте, что конденсация пара не происходит — вся испарившаяся вода остаётся в воздухе.
2) Дело происходит зимой, поэтому температура воздуха вблизи оконного стекла значительно ниже, чем в основной части кабинета, и составляет t_ст = 12.8 °C.
Давление насыщенного водяного пара (в кПа) зависит от температуры t в градусах Цельсия по формуле Магнуса:
p_нас(t) = 0.611 кПа · e^((17.27 · t)/(t + 237.3))
Чему равно давление насыщенного водяного пара при температуре t_ст? Ответ выразите в килопаскалях, округлите до сотых.
3) Будем считать, что концентрация водяного пара в воздухе в центре помещения и возле окон одинаковая. Каким станет давление водяного пара вблизи оконного стекла спустя 45 минут после начала урока? Ответ выразите в килопаскалях, округлите до сотых.
4) Во время перемены учитель и все ребята остались на своих местах, чтобы обсудить подготовку к празднику, а сразу после обсуждения начался второй урок. Через какое время после начала первого урока окна начнут запотевать? Ответ выразите в минутах, округлите до целых. Считайте, что скорость испарения воды остаётся неизменной, а конденсация начинается, как только давление водяного пара у окна достигает давления насыщенного пара при температуре стекла.
5) После начала запотевания концентрация водяного пара вблизи окон и в остальной части помещения может различаться: у стекла она остаётся на уровне насыщения, а в основной части помещения может продолжать увеличиваться. Считайте, что всё тепло, выделяющееся при конденсации, отводится через оконное стекло на улицу, при этом температуры стекла и воздуха в помещении остаются постоянными. Мощность тепловых потерь через окна составляет P = 220 Вт. Удельная теплота парообразования (конденсации) воды равна L = 2.45 МДж/кг. Определите скорость конденсации воды на окнах. Ответ выразите в мл/мин, округлите до десятых.
Скачать задания, ответы и решения в TelegramЗадание 2.9. Учитель ведёт урок в закрытом кабинете объёмом V = 245 м³. В кабинете находятся 30 учеников и сам учитель. Температура воздуха в помещении t = 23 °C остаётся постоянной на протяжении всего урока. Начальная относительная влажность воздуха φ₀ = 30 %.
Для восполнения водного баланса учитель за 45 минут урока должен выпивать V₀ = 31 мл воды, которая затем полностью испаряется с поверхности кожи и при дыхании. Считайте, что все люди в кабинете испаряют воду с одинаковой скоростью и что конвекция равномерно перемешивает воздух, так что концентрация водяного пара одинакова во всём помещении.
При расчётах используйте следующие значения:
— универсальная газовая постоянная R = 8.31 Дж/(моль · К);
— молярная масса водяного пара M = 18 г/моль;
— давление насыщенного водяного пара при 23 °C p_нас = 2.81 кПа;
— плотность воды ρ = 1 г/см³;
— абсолютный нуль температуры −273 °C.
1) На сколько процентных пунктов увеличится относительная влажность воздуха в кабинете за 45 минут? Например, если начальная влажность была 20 %, а стала 28 %, ответом является 8. Ответ округлите до десятых. Считайте, что конденсация пара не происходит — вся испарившаяся вода остаётся в воздухе.
2) Дело происходит зимой, поэтому температура воздуха вблизи оконного стекла значительно ниже, чем в основной части кабинета, и составляет t_ст = 12.2 °C.
Давление насыщенного водяного пара (в кПа) зависит от температуры t в градусах Цельсия по формуле Магнуса:
p_нас(t) = 0.611 кПа · e^((17.27 · t)/(t + 237.3))
Чему равно давление насыщенного водяного пара при температуре t_ст? Ответ выразите в килопаскалях, округлите до сотых.
3) Будем считать, что концентрация водяного пара в воздухе в центре помещения и возле окон одинаковая. Каким станет давление водяного пара вблизи оконного стекла спустя 45 минут после начала урока? Ответ выразите в килопаскалях, округлите до сотых.
4) Во время перемены учитель и все ребята остались на своих местах, чтобы обсудить подготовку к празднику, а сразу после обсуждения начался второй урок. Через какое время после начала первого урока окна начнут запотевать? Ответ выразите в минутах, округлите до целых. Считайте, что скорость испарения воды остаётся неизменной, а конденсация начинается, как только давление водяного пара у окна достигает давления насыщенного пара при температуре стекла.
5) После начала запотевания концентрация водяного пара вблизи окон и в остальной части помещения может различаться: у стекла она остаётся на уровне насыщения, а в основной части помещения может продолжать увеличиваться. Считайте, что всё тепло, выделяющееся при конденсации, отводится через оконное стекло на улицу, при этом температуры стекла и воздуха в помещении остаются постоянными. Мощность тепловых потерь через окна составляет P = 500 Вт. Удельная теплота парообразования (конденсации) воды равна L = 2.45 МДж/кг. Определите скорость конденсации воды на окнах. Ответ выразите в мл/мин, округлите до десятых.
Скачать задания, ответы и решения в TelegramЗадание 3.1. Основным источником энергии на металлургических заводах XVIII века была энергия падающей воды. Обычно на реке строили плотину. Вода накапливалась в образовавшемся водоёме, а затем по специальным водоводам с высоты падала на водобойное колесо. Колесо, вращаясь, поворачивало вал. На другом конце вала имелось несколько выступов, которые по очереди упирались в конец рукоятки большого молота. Рукоятка поворачивалась относительно неподвижной оси, и массивная рабочая часть молота поднималась вверх. Когда выступ соскальзывал с рукоятки, молот падал вниз и рабочей частью ударял по наковальне, располагаясь в этот момент горизонтально.
Даны характеристики завода в городе N.
Плотина: перепад высот между верхним краем плотины и осью колеса составляет H = 7 м. Объёмный расход воды, падающей на колесо, равен Q = 49 л/с. Скоростью воды в верхней части плотины пренебрегите, так как водохранилище имеет большую площадь.
Водяное колесо: радиус R = 6 м. Скорость, с которой движутся крайние точки колеса, v = 2.5 м/с.
Молот: масса рабочей части m = 190 кг, длина рукоятки L = 5.9 м. Ось вращения молота делит рукоятку в отношении 1 : 4 (как на рисунке). Массой рукоятки по сравнению с массой рабочей части пренебрегите.
Плотность воды ρ = 1000 кг/м³, ускорение свободного падения примите равным g = 9.8 м/с², π = 3.14.
1) Чему равно изменение потенциальной энергии воды, падающей с края плотины на уровень оси колеса за время t = 1 с? Ответ выразите в килоджоулях, округлите до сотых.
2) Столкновение воды с лопастями колеса можно считать абсолютно неупругим. Какое максимальное количество энергии (механической и тепловой) вода может передать колесу за время t = 1 с? Ответ выразите в килоджоулях, округлите до сотых.
3) Во время работы молота его рукоятка поворачивается на максимальный угол α = 39° относительно горизонтального положения. Какая энергия при этом запасается в рабочей части молота за один подъём? Ответ выразите в килоджоулях, округлите до сотых.
4) До какой скорости разгоняется рабочая часть молота при падении на наковальню? Силу трения в осях и сопротивление воздуха не учитывайте. Ответ выразите в м/с, округлите до десятых.
5) Чему равно КПД всего этого устройства (колесо и молот), если за один оборот колеса молот поднимается на максимальную высоту четыре раза? Полезной энергией считайте энергию удара молота, а затраченной — изменение потенциальной энергии воды. Ответ выразите в процентах, округлите до десятых.
Скачать задания, ответы и решения в TelegramЗадание 3.2. Основным источником энергии на металлургических заводах XVIII века была энергия падающей воды. Обычно на реке строили плотину. Вода накапливалась в образовавшемся водоёме, а затем по специальным водоводам с высоты падала на водобойное колесо. Колесо, вращаясь, поворачивало вал. На другом конце вала имелось несколько выступов, которые по очереди упирались в конец рукоятки большого молота. Рукоятка поворачивалась относительно неподвижной оси, и массивная рабочая часть молота поднималась вверх. Когда выступ соскальзывал с рукоятки, молот падал вниз и рабочей частью ударял по наковальне, располагаясь в этот момент горизонтально.
Даны характеристики завода в городе N.
Плотина: перепад высот между верхним краем плотины и осью колеса составляет H = 6.5 м. Объёмный расход воды, падающей на колесо, равен Q = 47 л/с. Скоростью воды в верхней части плотины пренебрегите, так как водохранилище имеет большую площадь.
Водяное колесо: радиус R = 5.5 м. Скорость, с которой движутся крайние точки колеса, v = 2.3 м/с.
Молот: масса рабочей части m = 170 кг, длина рукоятки L = 5.7 м. Ось вращения молота делит рукоятку в отношении 1 : 4 (как на рисунке). Массой рукоятки по сравнению с массой рабочей части пренебрегите.
Плотность воды ρ = 1000 кг/м³, ускорение свободного падения примите равным g = 9.8 м/с², π = 3.14.
1) Чему равно изменение потенциальной энергии воды, падающей с края плотины на уровень оси колеса за время t = 1 с? Ответ выразите в килоджоулях, округлите до сотых.
2) Столкновение воды с лопастями колеса можно считать абсолютно неупругим. Какое максимальное количество энергии (механической и тепловой) вода может передать колесу за время t = 1 с? Ответ выразите в килоджоулях, округлите до сотых.
3) Во время работы молота его рукоятка поворачивается на максимальный угол α = 37° относительно горизонтального положения. Какая энергия при этом запасается в рабочей части молота за один подъём? Ответ выразите в килоджоулях, округлите до сотых.
4) До какой скорости разгоняется рабочая часть молота при падении на наковальню? Силу трения в осях и сопротивление воздуха не учитывайте. Ответ выразите в м/с, округлите до десятых.
5) Чему равно КПД всего этого устройства (колесо и молот), если за один оборот колеса молот поднимается на максимальную высоту четыре раза? Полезной энергией считайте энергию удара молота, а затраченной — изменение потенциальной энергии воды. Ответ выразите в процентах, округлите до десятых.
Скачать задания, ответы и решения в TelegramЗадание 3.3. Основным источником энергии на металлургических заводах XVIII века была энергия падающей воды. Обычно на реке строили плотину. Вода накапливалась в образовавшемся водоёме, а затем по специальным водоводам с высоты падала на водобойное колесо. Колесо, вращаясь, поворачивало вал. На другом конце вала имелось несколько выступов, которые по очереди упирались в конец рукоятки большого молота. Рукоятка поворачивалась относительно неподвижной оси, и массивная рабочая часть молота поднималась вверх. Когда выступ соскальзывал с рукоятки, молот падал вниз и рабочей частью ударял по наковальне, располагаясь в этот момент горизонтально.
Даны характеристики завода в городе N.
Плотина: перепад высот между верхним краем плотины и осью колеса составляет H = 7.5 м. Объёмный расход воды, падающей на колесо, равен Q = 51 л/с. Скоростью воды в верхней части плотины пренебрегите, так как водохранилище имеет большую площадь.
Водяное колесо: радиус R = 6.5 м. Скорость, с которой движутся крайние точки колеса, v = 2.7 м/с.
Молот: масса рабочей части m = 190 кг, длина рукоятки L = 6.1 м. Ось вращения молота делит рукоятку в отношении 1 : 4 (как на рисунке). Массой рукоятки по сравнению с массой рабочей части пренебрегите.
Плотность воды ρ = 1000 кг/м³, ускорение свободного падения примите равным g = 9.8 м/с², π = 3.14.
1) Чему равно изменение потенциальной энергии воды, падающей с края плотины на уровень оси колеса за время t = 1 с? Ответ выразите в килоджоулях, округлите до сотых.
2) Столкновение воды с лопастями колеса можно считать абсолютно неупругим. Какое максимальное количество энергии (механической и тепловой) вода может передать колесу за время t = 1 с? Ответ выразите в килоджоулях, округлите до сотых.
3) Во время работы молота его рукоятка поворачивается на максимальный угол α = 31° относительно горизонтального положения. Какая энергия при этом запасается в рабочей части молота за один подъём? Ответ выразите в килоджоулях, округлите до сотых.
4) До какой скорости разгоняется рабочая часть молота при падении на наковальню? Силу трения в осях и сопротивление воздуха не учитывайте. Ответ выразите в м/с, округлите до десятых.
5) Чему равно КПД всего этого устройства (колесо и молот), если за один оборот колеса молот поднимается на максимальную высоту четыре раза? Полезной энергией считайте энергию удара молота, а затраченной — изменение потенциальной энергии воды. Ответ выразите в процентах, округлите до десятых.
Скачать задания, ответы и решения в TelegramЗадание 3.4. Основным источником энергии на металлургических заводах XVIII века была энергия падающей воды. Обычно на реке строили плотину. Вода накапливалась в образовавшемся водоёме, а затем по специальным водоводам с высоты падала на водобойное колесо. Колесо, вращаясь, поворачивало вал. На другом конце вала имелось несколько выступов, которые по очереди упирались в конец рукоятки большого молота. Рукоятка поворачивалась относительно неподвижной оси, и массивная рабочая часть молота поднималась вверх. Когда выступ соскальзывал с рукоятки, молот падал вниз и рабочей частью ударял по наковальне, располагаясь в этот момент горизонтально.
Даны характеристики завода в городе N.
Плотина: перепад высот между верхним краем плотины и осью колеса составляет H = 6.25 м. Объёмный расход воды, падающей на колесо, равен Q = 46 л/с. Скоростью воды в верхней части плотины пренебрегите, так как водохранилище имеет большую площадь.
Водяное колесо: радиус R = 5.25 м. Скорость, с которой движутся крайние точки колеса, v = 2.2 м/с.
Молот: масса рабочей части m = 160 кг, длина рукоятки L = 5.6 м. Ось вращения молота делит рукоятку в отношении 1 : 4 (как на рисунке). Массой рукоятки по сравнению с массой рабочей части пренебрегите.
Плотность воды ρ = 1000 кг/м³, ускорение свободного падения примите равным g = 9.8 м/с², π = 3.14.
1) Чему равно изменение потенциальной энергии воды, падающей с края плотины на уровень оси колеса за время t = 1 с? Ответ выразите в килоджоулях, округлите до сотых.
2) Столкновение воды с лопастями колеса можно считать абсолютно неупругим. Какое максимальное количество энергии (механической и тепловой) вода может передать колесу за время t = 1 с? Ответ выразите в килоджоулях, округлите до сотых.
3) Во время работы молота его рукоятка поворачивается на максимальный угол α = 36° относительно горизонтального положения. Какая энергия при этом запасается в рабочей части молота за один подъём? Ответ выразите в килоджоулях, округлите до сотых.
4) До какой скорости разгоняется рабочая часть молота при падении на наковальню? Силу трения в осях и сопротивление воздуха не учитывайте. Ответ выразите в м/с, округлите до десятых.
5) Чему равно КПД всего этого устройства (колесо и молот), если за один оборот колеса молот поднимается на максимальную высоту четыре раза? Полезной энергией считайте энергию удара молота, а затраченной — изменение потенциальной энергии воды. Ответ выразите в процентах, округлите до десятых.
Скачать задания, ответы и решения в TelegramЗадание 3.5. Основным источником энергии на металлургических заводах XVIII века была энергия падающей воды. Обычно на реке строили плотину. Вода накапливалась в образовавшемся водоёме, а затем по специальным водоводам с высоты падала на водобойное колесо. Колесо, вращаясь, поворачивало вал. На другом конце вала имелось несколько выступов, которые по очереди упирались в конец рукоятки большого молота. Рукоятка поворачивалась относительно неподвижной оси, и массивная рабочая часть молота поднималась вверх. Когда выступ соскальзывал с рукоятки, молот падал вниз и рабочей частью ударял по наковальне, располагаясь в этот момент горизонтально.
Даны характеристики завода в городе N.
Плотина: перепад высот между верхним краем плотины и осью колеса составляет H = 5.5 м. Объёмный расход воды, падающей на колесо, равен Q = 43 л/с. Скоростью воды в верхней части плотины пренебрегите, так как водохранилище имеет большую площадь.
Водяное колесо: радиус R = 4.5 м. Скорость, с которой движутся крайние точки колеса, v = 1.9 м/с.
Молот: масса рабочей части m = 130 кг, длина рукоятки L = 5.3 м. Ось вращения молота делит рукоятку в отношении 1 : 4 (как на рисунке). Массой рукоятки по сравнению с массой рабочей части пренебрегите.
Плотность воды ρ = 1000 кг/м³, ускорение свободного падения примите равным g = 9.8 м/с², π = 3.14.
1) Чему равно изменение потенциальной энергии воды, падающей с края плотины на уровень оси колеса за время t = 1 с? Ответ выразите в килоджоулях, округлите до сотых.
2) Столкновение воды с лопастями колеса можно считать абсолютно неупругим. Какое максимальное количество энергии (механической и тепловой) вода может передать колесу за время t = 1 с? Ответ выразите в килоджоулях, округлите до сотых.
3) Во время работы молота его рукоятка поворачивается на максимальный угол α = 33° относительно горизонтального положения. Какая энергия при этом запасается в рабочей части молота за один подъём? Ответ выразите в килоджоулях, округлите до сотых.
4) До какой скорости разгоняется рабочая часть молота при падении на наковальню? Силу трения в осях и сопротивление воздуха не учитывайте. Ответ выразите в м/с, округлите до десятых.
5) Чему равно КПД всего этого устройства (колесо и молот), если за один оборот колеса молот поднимается на максимальную высоту четыре раза? Полезной энергией считайте энергию удара молота, а затраченной — изменение потенциальной энергии воды. Ответ выразите в процентах, округлите до десятых.
Скачать задания, ответы и решения в TelegramЗадание 3.6. Основным источником энергии на металлургических заводах XVIII века была энергия падающей воды. Обычно на реке строили плотину. Вода накапливалась в образовавшемся водоёме, а затем по специальным водоводам с высоты падала на водобойное колесо. Колесо, вращаясь, поворачивало вал. На другом конце вала имелось несколько выступов, которые по очереди упирались в конец рукоятки большого молота. Рукоятка поворачивалась относительно неподвижной оси, и массивная рабочая часть молота поднималась вверх. Когда выступ соскальзывал с рукоятки, молот падал вниз и рабочей частью ударял по наковальне, располагаясь в этот момент горизонтально.
Даны характеристики завода в городе N.
Плотина: перепад высот между верхним краем плотины и осью колеса составляет H = 8.25 м. Объёмный расход воды, падающей на колесо, равен Q = 54 л/с. Скоростью воды в верхней части плотины пренебрегите, так как водохранилище имеет большую площадь.
Водяное колесо: радиус R = 7.25 м. Скорость, с которой движутся крайние точки колеса, v = 3 м/с.
Молот: масса рабочей части m = 200 кг, длина рукоятки L = 6.4 м. Ось вращения молота делит рукоятку в отношении 1 : 4 (как на рисунке). Массой рукоятки по сравнению с массой рабочей части пренебрегите.
Плотность воды ρ = 1000 кг/м³, ускорение свободного падения примите равным g = 9.8 м/с², π = 3.14.
1) Чему равно изменение потенциальной энергии воды, падающей с края плотины на уровень оси колеса за время t = 1 с? Ответ выразите в килоджоулях, округлите до сотых.
2) Столкновение воды с лопастями колеса можно считать абсолютно неупругим. Какое максимальное количество энергии (механической и тепловой) вода может передать колесу за время t = 1 с? Ответ выразите в килоджоулях, округлите до сотых.
3) Во время работы молота его рукоятка поворачивается на максимальный угол α = 34° относительно горизонтального положения. Какая энергия при этом запасается в рабочей части молота за один подъём? Ответ выразите в килоджоулях, округлите до сотых.
4) До какой скорости разгоняется рабочая часть молота при падении на наковальню? Силу трения в осях и сопротивление воздуха не учитывайте. Ответ выразите в м/с, округлите до десятых.
5) Чему равно КПД всего этого устройства (колесо и молот), если за один оборот колеса молот поднимается на максимальную высоту четыре раза? Полезной энергией считайте энергию удара молота, а затраченной — изменение потенциальной энергии воды. Ответ выразите в процентах, округлите до десятых.
Скачать задания, ответы и решения в Telegram