667. Является ли тепловым движением вращение искусственного спутника вокруг Земли? 668. Движение молекул газа можно назвать тепловым движением? 669. Можно ли сказать, что явление диффузии вызвано тепловым движением? 670. Что происходит с тепловым движением при повышении температуры? 671. Изменятся ли кинетическая и потенциальная энергии молекул воды в плотно закупоренной банке с холодной водой, если ее погрузить в горячую воду? 672. Свободно падающий мяч, ударившись об асфальт, опять подскакивает, но никогда не поднимается до начальной высоты, с которой упал. Почему? 673. Вверх подбрасывают монетку. Какие превращения энергии происходят при подъеме монетки? при ее падении? в момент удара об асфальт? 674. Почему при ударе об асфальт монетка нагревается? 675. В один стакан налита горячая вода, в другой — холодная той же массы. В каком стакане вода обладает большей внутренней энергией? 676. Приведите примеры изменения внутренней энергии тел при их сжатии. 677. Как меняется внутренняя энергия тел при трении? Приведите примеры. 678. Меняется ли внутренняя энергия тел при ударе? Приведите примеры. 78 679. Почему происходит изменение внутренней энергии пружины при ее сжатии? 680. Происходит ли изменение внутренней энергии газа при его расширении? 681. Что происходит с внутренней энергией жидких и твердых тел при их нагревании? 682. Меняется ли внутренняя энергия льда при его таянии? 683. Сила трения совершает над телом работу. Какие признаки свидетельствуют об изменении внутренней энергии тела? Способы изменения внутренней энергии тела. Теплопроводность. Конвекция. Излучение 684. В сосуд с горячей водой опустили одновременно серебряную и деревянную палочки одинаковой массы. Какая из палочек быстрее нагреется? Как при этом изменится внутренняя энергия воды? палочек? Каким способом осуществляется теплообмен между водой и палочками? 685. Если на морозе потрогать металлические и деревянные перила, какие кажутся холоднее? Почему? 686. Ручки кранов с горячей водой обычно делают керамическими или пластмассовыми. Почему? 687. В холодных местах трубы водопровода окутывают минеральной ватой и обивают досками. Для чего это делают? 688. Под толстым слоем соломы или сена снег тает медленно. Почему? 689. Термос представляет собой сосуд с двойными стенками. Воздух из пространства между стенками откачан. Почему температура залитой в термос жидкости меняется очень медленно? 690. Почему двойные оконные рамы меньше пропускают холод, чем одинарные? 79 691. Если снег засыплет зеленую траву до наступления сильных морозов, то трава благополучно перезимует, оставаясь такой же зеленой. Почему? 692. Почему в меховой шубе тепло даже в сильные морозы? 693. Зачем у ружья приклад и ствольную накладку делают из дерева? 694. Почему под толстым льдом вода не замерзает? 695. Почему ясная ночь холоднее, чем облачная? 696. Воздух плохо проводит тепло. Почему же остывают на воздухе горячие предметы? 697. Зачем весною в холодные ясные ночи в садах разводят костры, дающие много дыма? 698. В воду при комнатной температуре поместили сверху металлический сосуд со льдом. Будет ли охлаждаться вода? 699. Почему глубокий рыхлый снег предохраняет посевы от вымерзания? 700. Почему солома, сено, сухие листья плохо проводят теплоту? 701. Почему металлические вещи на морозе кажутся более холодными, чем деревянные? 702. Что будет со льдом, если его в комнате накрыть меховой шубой? 703. Какое ватное одеяло теплее — новое или старое, слежавшееся? Почему? 704. Под какой крышей зимой теплее — под соломенной или железной? 705. Какое значение при нагревании воды имеет накипь в котле? 706. Иногда стены дома делают из двойных фанерных стенок, пространство между которыми заполняют опилками. Почему так устроенная стена является лучшим непроводником тепла, чем та же стена, заполненная только воздухом? 707. Почему толстые чайные стаканы лопаются от горячей воды, в тонких же стаканах можно кипятить воду? 80 708. Почему мало нагревается зеркало, когда на него падают лучи Солнца? 709. Зачем внутренняя поверхность стеклянной части термоса посеребрена? 710. Почему летом носят светлую одежду? 711. Какой чайник быстрее остынет — блестящий или закопченный? 712. Зачем оболочка стратостата покрывается серебристой краской? 713. Чем вызывается движение воды по трубам водяного отопления? 714. На рисунке 84 изображен один из способов защиты от удушливых газов за костром. Почему горящий костер может до некоторой степени защитить от удушливых газов? 715. Почему радиаторы водяного отопления следует размещать ближе к полу, а не к потолку? 716. Если открыть окно, воздух в комнате постепенно охладится. Как это происходит? 717. Почему в тех случаях, когда нужно получить в печах сильный жар, устраивают печи с высокими трубами? 718. Почему тяга в камине зимой больше, чем летом? 719. Весной в солнечную погоду грязный снег тает быстрее, чем чистый. Почему? 720. Каким способом передается энергия от Солнца к Земле и другим планетам Солнечной системы? 81 Ц ^ ^ К о л и ч е с тв о теплоты. Единицы количества теплоты. Удельная теплоемкость. Расчет количества теплоты, необходимого для нагревания тела I или выделяемого им при охлаждении 721. Почему для охлаждения некоторых механизмов применяют воду? 722. В каком случае нужно затратить больше энергии: для нагревания на 1 °С одного литра воды или для нагревания на 1 °С ста граммов воды? 723. Мельхиоровую и серебряную вилки одинаковой массы опустили в горячую воду. Одинаковое ли количество теплоты они получат от воды? 724. По куску свинца и по куску чугуна одинаковой массы три раза ударили кувалдой. Какой кусок сильнее нагрелся? 725. В одной колбе находится вода, в другой — керосин той же массы и температуры. В каждую колбу бросили по одинаково нагретому железному кубику. Что нагреется до более высокой температуры — вода или керосин? 726. Почему в городах на берегу моря колебания температуры зимой и летом менее резки, чем в городах, расположенных в глубине материка? 727. Удельная теплоемкость алюминия равна 920 Дж /кг • °С. Что это означает? 728. Алюминиевый и медный бруски одинаковой массы 1 кг охлаждают на 1 °С. На сколько изменится внутренняя энергия каждого бруска? У какого бруска она изменится больше и на сколько? 729. Какое количество теплоты необходимо для нагрева килограммовой железной заготовки на 45 °С? 730. Какое количество теплоты требуется, чтобы нагреть 0,25 кг воды с 30 °С до 50 °С? 731. Как изменится внутренняя энергия двух литров воды при нагревании на 5 °С? 732. Какое количество теплоты необходимо для нагрева 5 г воды от 20 °С до 30 °С? 82 733. Какое количество теплоты необходимо для нагревания алюминиевого шарика массой 0, 03 кг на 72 °С? 734. Рассчитайте количество теплоты, необходимое для нагрева 15 кг меди на 80 °С. 735. Рассчитайте количество теплоты, необходимое для нагрева 5 кг меди от 10 °С до 200 °С. 736. Какое количество теплоты требуется для нагрева 0,2 кг воды от 15 °С до 20 °С? 737. Вода массой 0,3 кг остыла на 20 °С. На сколько уменьшилась внутренняя энергия воды? 738. Какое количество теплоты нужно, чтобы 0,4 кг воды при температуре 20 °С нагреть до температуры 30 °С? 739. Какое количество теплоты затрачено на нагрев 2,5 кг воды на 20 °С? 740. Какое количество теплоты выделилось при остывании 250 г воды от 90 °С до 40 °С? 741. Какое количество теплоты потребуется для того, чтобы 0,015 л воды нагреть на 1 °С? 742. Рассчитайте количество теплоты, необходимое, чтобы нагреть пруд объемом 300 м3 на 10 °С? 743. Какое количество теплоты нужно сообщить 1 кг воды, чтобы повысить ее температуру от 30 °С до 40 °С? 744. Вода объемом 10 л остыла от температуры 100 °С до температуры 40 °С. Какое количество теплоты выделилось при этом? 745. Рассчитайте количество теплоты, необходимое для нагрева 1 м3 песка на 60 °С. 746. Объем воздуха 60 м3, удельная теплоемкость 1000 Дж/кг • °С, плотность воздуха 1,29 кг/м 3. Какое количество теплоты необходимо, чтобы нагреть его на 22 °С? 747. Воду нагрели на 10 °С, затратив 4,20 • 103 Дж теплоты. Определите количество воды. 748. Воде массой 0,5 кг сообщили 20,95 кДж теплоты. Какой стала температура воды, если первоначальная температура воды была 20 °С? 749. В медную кастрюлю массой 2,5 кг налито 8 кг воды при 10 °С. Какое количество теплоты необходимо, чтобы воду в кастрюле нагреть до кипения? 83 750. Литр воды при температуре 15 °С налит в медный ковшик массой 300 г. Какое количество теплоты необходимо, чтобы нагреть воду в ковшике на 85 °С? 751. Кусок нагретого гранита массой 3 кг помещают в воду. Гранит передает воде 12,6 кДж теплоты, охлаждаясь на 10 °С. Какова удельная теплоемкость камня? 752. К 5 кг воды при 12 °С долили горячую воду при 50 °С, получив смесь температурой 30 °С. Сколько воды долили? 753. В 3 л воды при 60 °С долили воду при 20 °С, получив воду при 40 °С. Сколько воды долили? 754. Какова будет температура смеси, если смешать 600 г воды при 80 °С с 200 г воды при 20 °С? 755. Литр воды при 90 °С влили в воду при 10 °С, причем температура воды стала 60 °С. Сколько было холодной воды? 756. Определите, сколько надо налить в сосуд горячей воды, нагретой до 60 °С, если в сосуде уже находится 20 л холодной воды при температуре 15 °С; температура смеси должна быть 40 °С. 757. Определите, какое количество теплоты требуется для нагревания 425 г воды на 20 °С. 758. На сколько градусов нагреются 5 кг воды, если вода получит 167,2 кДж? 759. Сколько требуется тепла, чтобы т граммов воды при температуре tx нагреть до температуры f2? 760. В калориметр налито 2 кг воды при температуре 15 °С. До какой температуры нагреется вода калориметра, если в нее опустить латунную гирю в 500 г, нагретую до 100 °С? Удельная теплоемкость латуни 0,37 кДжДкг • °С). 761. Имеются одинакового объема куски меди, олова и алюминия. Какой из этих кусков обладает наибольшей и какой наименьшей теплоемкостью? 762. В калориметр было налито 450 г воды, температура которой 20 °С. Когда в эту воду погрузили 200 г железных опилок, нагретых до 100 °С, температура воды стала 24 °С. Определите удельную теплоемкость опилок. 84 763. Медный калориметр весом 100 г вмещает 738 г воды, температура которой 15 °С. В этот калориметр опустили 200 г меди при температуре 100 °С, после чего температура калориметра поднялась до 17 °С. Какова удельная теплоемкость меди? 764. Стальной шарик массой 10 г вынут из печи и опущен в воду с температурой 10 °С. Температура воды поднялась до 25 °С. Какова была температура шарика в печи, если масса воды 50 г? Удельная теплоемкость стали 0,5 кДжДкг • °С). 765. В железный котел массой 1,5 кг налито 5 кг воды. Сколько надо тепла, чтобы в этом котле нагреть воду от 15 °С до 100 °С? 766. Медь массой 0,5 кг опущена в 500 г воды, где остывает от 80 °С до 17 °С. Вычислите, на сколько градусов нагреется вода. 767. Воду массой 0,05 г при температуре 80 °С смешали с водой массой 0,15 г при температуре 15 °С. Определите температуру смеси. 768. В воду массой 150 г с температурой 35 °С влили 50 г воды при 19 °С. Какова температура смеси? 769. Воду массой 5 кг при 90 °С влили в чугунный котелок массой 2 кг при температуре 10 °С. Какова стала температура воды? 770*. Стальной резец массой 2 кг был нагрет до температуры 800 °С и затем опущен в сосуд, содержащий 15 л воды при температуре 10 °С. До какой температуры нагреется вода в сосуде? (Указание. Для решения данной задачи необходимо составить уравнение, в котором за неизвестное принять искомую температуру воды в сосуде после опускания резца.) 771*. Какой температуры получится вода, если смешать 0,02 кг воды при 15 °С, 0,03 кг воды при 25 °С и 0,01 кг воды при 60 °С? 772*. Для отопления хорошо вентилируемого класса требуется количество теплоты 4,19 МДж в час. Вода по85 ступает в радиаторы отопления при 80 °С, а выходит из них при 72 °С. Сколько воды нужно подавать каждый час в радиаторы? 773*. Свинец массой 0,1 кг при температуре 100 °С погрузили в алюминиевый калориметр массой 0,04 кг, содержащий 0,24 кг воды при температуре 15 °С. После чего в калориметре установилась температура 16 °С. Какова удельная теплоемкость свинца? Энергия топлива. Удельная теплота сгорания 774. Удельная теплота сгорания каменного угля равна 27 МДж/кг. Что это означает? 775. Сколько тепла при сгорании дают 10 кг древесного угля? 776. Сколько выделится тепла при полном сгорании 10 кг сухих березовых дров? 777. Сколько тепла дают 20 кг торфа при полном сгорании? 778. Какое количество теплоты выделится при сгорании керосина массой 300 г? 779. Заряд пороха в патроне пулемета имеет массу 3,2 г. Теплота сгорания пороха 3,8 МДж/кг. Сколько выделяется тепла при каждом выстреле? 780. Сколько теплоты выделится при полном сгорании 4 л керосина? 781. Сколько теплоты выделится при полном сгорании нефти массой 3,5 т? 782. Какую массу угля надо сжечь, чтобы выделилось 40 800 кДж тепла? 783. При полном сгорании нефти выделилось 132 кДж тепла. Какая масса нефти сгорела? 784. Какая масса древесного угля может заменить 60 т нефти? 785. Какая масса древесного угля при сгорании дает столько же энергии, сколько выделяется при сгорании четырех литров бензина? 86 786. Во сколько раз меньше тепла дают при полном сгорании сухие березовые дрова, чем бензин такой же массы? 787. Начальная температура двух литров воды 20 °С. До какой температуры можно было бы нагреть эту воду при сжигании 10 г спирта? (Считать, что теплота сгорания спирта целиком пошла на нагревание воды.) 788. Воду массой 0,3 кг нагрели на спиртовке от 20 °С до 80 °С и сожгли при этом 7 г спирта. Определите КПД спиртовки. 789. При нагревании 4 л воды на 55 °С в примусе сгорело 50 г керосина. Каков КПД примуса? 790. Сталь массой 2 кг нагревается на 1000 °С кузнечным горном. Каков КПД кузнечного горна, если для этого расходуется 0,6 кг кокса? 791. Сколько нужно сжечь керосина в керосинке, чтобы довести от 15 °С до кипения 3 кг воды, если КПД керосинки 30% ? 792. КПД вагранки (шахтной печи) 60% . Сколько надо древесного угля, чтобы нагреть 10 000 кг чугуна от 20 °С до 1100 °С? 793*. Для сгорания в топке одного килограмма древесного угля требуется 30 кг воздуха. Воздух поступает в топку при температуре 20 °С и уходит в дымоход при температуре 400 °С. Какая часть энергии топлива уносится воздухом в трубу? (Теплоемкость воздуха принять равной 1000 Дж /кг • °С при постоянном давлении.) Закон сохранения и превращения энергии в механических и тепловых процессах 794. Стальной шарик массой 50 г падает с высоты 1,5 м на каменную плиту и, отскакивая от нее, поднимается на высоту 1,2 м. Почему шарик не поднялся на прежнюю высоту? Какое количество механической энергии превратилось во внутреннюю энергию шарика и плиты? 87 795. В стеклянный сосуд накачали воздух до давления в 1,5 атм. Когда открыли кран, внутри сосуда появился туман, который показывает, что воздух охладился. Почему воздух охладился? 796. Какому количеству работы эквивалентно количество теплоты, получающееся при сгорании 1 кг угля? Удельная теплота сгорания угля равна 29,9 • 106 Дж/кг. 797. Какому количеству теплоты соответствует работа лошади, которая передвигает на расстоянии 40 м вагонетку, прилагая усилие в 500 Н? 798. Какое количество теплоты выделяется при ударе неупругого тела массой 50 кг, упавшего с высоты 4 м? 799. Сколько требуется нефти на рейс парохода, продолжающийся 6 суток, если машина парохода развивает среднюю полезную мощность в 4000 л.с. и коэффициент полезного действия 20% ? Удельная теплота сгорания горючего 46 • 106 Дж/кг. (1 л.с. = 736 Вт.) 800. Сколько теплоты выделяется при ударе молота массой 4,9 кг о предмет, лежащий на наковальне, если скорость молота в момент удара 6 м/с? 801. Сколько требуется угля для паровоза мощностью в 1,1 МВт, идущего со скоростью 40 км/ч, на проезд 200 км? Коэффициент полезного действия паровоза 10%. 802. При сгорании 0,001 кг водорода выделяется 122,43 кДж, при этом образуется 0,009 кг водяного пара, удельная теплоемкость которого равна 2000 Дж /кг • °С. Если бы все выделяемое тепло шло на нагрев получающегося водяного пара, то на сколько градусов поднялась бы его температура? 803. Пустую плотно закрытую бутылку удерживают на дне водоема. Затем отпускают, и бутылка всплывает в воде с некоторой скоростью, а значит, приобретает кинетическую энергию. Откуда берется эта кинетическая энергия? 804. Заводная механическая игрушка приводится в действие пружиной. Когда кончается завод, игрушка останавливается. Исчезла ли энергия, сообщенная пружиной? 88 805. Каким из трех известных способов теплопередачи часть солнечной энергии передается Земле и другим планетам Солнечной системы? 806. При освещении солнечными лучами 1 см^ земной поверхности получает около 8 Дж в минуту. Какое количество теплоты получает 1 м2 земной поверхности в минуту? 807. С одинаковой высоты падают два мяча равной массы. Один ударяется об асфальт и отскакивает вверх, другой попадает в песок и застревает в нем. Опишите превращения энергии, происходящие при ударе в каждом случае. 808. Какие превращения энергии происходят при движении парашютиста в воздухе? 809. Какой энергией обладает летящая пуля? Какие превращения энергии происходят при ее движении? 810. За счет какой энергии движется: а) пуля в стволе ружья; б) космическая ракета; в) автомобиль? 89 Изменение агрегатных состояний вещества Агрегатные состояния вещества. Плавление и отвердевание кристаллических тел. График плавления и отвердевания кристаллических тел. Удельная теплота плавления 811. Чем отличаются молекулы воды от молекул водяного пара? 812. Отличаются ли молекулы железа в болванке от молекул железа в расплавленном состоянии? 813. С помощью таблиц определите, у какого вещества температура плавления выше: у серебра или стеарина? 814. В сосуде с водой при О °С плавают куски льда. Что будет происходить: лед таять или вода замерзать? От чего это зависит? 815. Почему при плавлении или отвердевании температура тел не меняется? 816. Существует ли температура плавления для аморфных тел? 817. Используя табличные данные, определите, у какого вещества температура плавления выше: у цезия или золота. 818. Можно ли для измерения температуры наружного воздуха использовать термометры со ртутью? 819. В помещение, температура в котором О °С, внесли тающий лед. Будет ли он в этом помещении таять? 820. Будет ли плавиться серебро, если его бросить в расплавленное железо? 821. Почему весной возле реки с плывущими по ней льдинами холоднее, чем вдали от нее? 822. Вода массой 125 кг при О °С превратилась в лед. Какое количество теплоты при этом выделилось? 90 823. Домашним ледником может служить ящик с двойными стенками, пространство между которыми заполнено льдом. Почему внутри такого ледника даже летом температура не поднимается выше О °С? 824. Почему поставленный на огонь чайник, когда в нем есть вода, просто кипит, а будучи пустым — раскаляется докрасна? 825. Будет ли плавиться свинец, если его довести до точки плавления и затем прекратить нагрев? 826. Удельная теплота плавления олова равна 59 кДж/кг. Что это означает? 827. Во сколько раз больше теплоты идет на плавление 2 кг чугуна, чем на нагревание 2 кг чугуна на 1 °С? 828. Лед массой 3 кг при температуре О °С растаял. Сколько энергии при этом было затрачено? 829. Кусок алюминия массой 10 кг, взятый при температуре плавления 660 °С, полностью расплавился. Какое для этого потребовалось количество теплоты? 830. На рисунке 85 дан график изменения температуры твердого тела при нагревании. Определите по этому графику: а) при какой температуре плавится это тело; б) как долго длилось нагревание от 60° до точки плавления; в) как долго длилось плавление; г) до какой температуры было нагрето вещество в жидком состоянии. Рис. 85 91 831. Почему для измерения температуры наружного воздуха в холодных районах применяют термометры со спиртом, а не с ртутью? 832. Будет ли плавиться олово, если его бросить в расплавленный свинец? 833. Чем выше температура накаленного тела, тем ярче оно светится. Волоски электрических ламп делают из металлов вольфрама, тантала и иридия. Чем можно объяснить употребление этих металлов для нитей лампочек? 834. В каком состоянии находится спирт при температуре -120 °С? 835. В каком состоянии находится железо при температуре 1500 °С? 836. Кусок меди массой 4 кг расплавился. На сколько увеличилась его внутренняя энергия? 837. Сколько энергии понадобится для расплавления свинца массой 10 кг, взятого при температуре плавления? 838. Сколько энергии будет затрачено для расплавления свинца массой 10 кг, взятого при начальной температуре 27 °С? 839. Какое количество теплоты затрачено на расплавление 1 т железа, взятого при температуре 10 °С? 840. Свинец объемом 10 см3, взятый при начальной температуре 20 °С, полностью расплавился. Какое количество теплоты было при этом затрачено? 841. На плавление какого металла, взятого при температуре 20 °С, нужно большее количество энергии: на 1 г меди или 1 г серебра? На сколько больше? 842. В каком случае требуется большее количество энергии и на сколько: на плавление 1000 кг железа или 1000 кг алюминия, если и железо, и алюминий взяты при начальной температуре 10 °С? 843. На рисунке 86 изображены графики зависимости температуры от времени для слитка свинца (I) и слитка олова (II) одинаковой массы. Количество теплоты, получаемое каждым телом в единицу времени, одинаково. Определите по графику: 92 1) У какого слитка температура плавления выше? 2) У какого металла больше удельная теплоемкость? 3) У какого металла больше удельная теплота плавления? 844. Нагревают два сосуда: в одном находится 0,2 кг воды при температуре 0 °С, в другом — 200 г снега. Одинаково ли будет повышаться температура в сосудах при одинаковой мощности нагревателя? Постройте график зависимости температуры каждого сосуда от получаемого количества теплоты. 845. Какое количество теплоты потребуется для превращения 10 кг льда в воду при 0 °С? 846. Какое количество теплоты потребуется для превращения 150 кг льда с температурой -8 °С в воду при температуре 0 °С? 847. Рассчитайте количество теплоты, потребное для превращения 20 кг льда при -4 °С в воду при 100 °С. 848. В банке содержится 2 кг воды при температуре 18 °С. Какое количество теплоты отдает вода охлаждающей смеси, в которую погружена банка, если вся вода в банке превращается в лед с температурой 0 °С? 849. В медный калориметр весом 200 г налито 100 г воды при 16 °С. В воду бросили кусочек льда при 0 °С весом 9,3 г, который целиком расплавился. Окончательная температура воды после этого установилась 9 °С. Определите на основании этих данных удельную теплоту плавления льда. 850. Какое количество теплоты потребно для расплавления 1 кг железа, взятого при температуре 20 °С? 93 851. В 5 л воды при температуре 40 °С опустили 3 кг льда. Сколько льда растает? 852. В калориметр налили 0,2 кг воды при температуре 25 °С. Какова будет температура этой воды, если в ней растает 5 г льда? 853. Ледяной калориметр представляет собой массивный куб из льда, внутри которого выдолблено углубление и закрыто толстой крышкой из льда (рис. 87). В такой калориметр положили латунную гирю массой 1000 г, нагретую до 100 °С. Сколько граммов льда растает в этом калориметре к тому моменту, когда гиря остынет до 0 °С? 854. КПД спиртовки 10%. Сколько нужно сжечь спирта в спиртовке, чтобы расплавить 1 кг льда при 0 °С? 855. Сколько требуется сжечь каменного угля в печи, чтобы расплавить 100 т чугуна, взятого при температуре 20 °С, если КПД печи 40% ? 856. В водопаде высотой 32 м ежесекундно падает 3,5 м3 воды. Какое количество энергии можно получить в час от этого водопада? Какое количество каменного угля надо сжигать каждый час, чтобы получить то же самое количество энергии? V Испарение. Поглощение энергии при испарении жидкости и выделение ее при конденсации пара. Кипение. Удельная теплота парообразования и конденсации _____________________________ 857. Температура воды в открытом сосуде, находящемся в комнате, всегда немного ниже температуры воздуха в комнате. Почему? 858. Почему температура жидкости при испарении понижается? 859. В Москве колебание температура кипения воды составляет 2,5 °С (от 98,5 °С до 101 °С). Чем можно объяснить такую разницу? 94 860. Выполняется ли закон сохранения энергии при испарении? при кипении? 861. Если смочить руку эфиром, вы ощутите холод. Почему? 862. Почему суп скорее остынет, если на него дуть? 863. Отличается ли температура воды в кипящей кастрюле и температура пара кипящей воды? 864. Почему кипящая вода перестает кипеть, как только ее снимают с огня? 865. Удельная теплота конденсации спирта равна 900 кДж/кг. Что это означает? 866. Сравните внутреннюю энергию 1 кг водяного пара при 100 °С и 1 кг воды при 100 °С. Что больше? На сколько? Почему? 867. Какое количество теплоты требуется для испарения 1 кг воды при температуре кипения? 1 кг эфира? 868. Какое количество теплоты требуется для обращения в пар 0,15 кг воды при 100 °С? 869. Что требует большего количества теплоты и на сколько: нагрев 1 кг воды от 0 °С до 100 °С или испарение 1 кг воды при температуре 100 °С? 870. Какое количество теплоты требуется для обращения в пар воды массой 0,2 кг при температуре 100 °С? 871. Какое количество энергии выделится при охлаждении воды массой 4 кг от 100 °С до 0 °С? 872. Какое количество энергии необходимо, чтобы 5 л воды при 0 °С довести до кипения и затем ее всю испарить? 873. Какое количество энергии выделит 1 кг пара при 100 °С, если его обратить в воду и затем охладить полученную воду до 0 °С? 874. Какое количество теплоты нужно затратить, чтобы воду массой 7 кг, взятую при температуре 0 °С, довести до кипения и затем полностью ее испарить? 875. Какое количество энергии надо затратить, чтобы 1 кг воды при температуре 20 °С обратить в пар при температуре 100 °С? 95 876. Определите количество теплоты, потребное для превращения 1 кг воды, взятой при О °С, в пар при 100 °С. 877. Сколько теплоты выделится при конденсации 100 г водяного пара, имеющего температуру 100 °С, и при охлаждении полученной воды до 20 °С? 878. Удельная теплота парообразования у воды больше, чем у эфира. Почему же эфир, если им смочить руку, сильнее охлаждает ее, чем вода в таких случаях? 879. В сосуд, содержащий 30 кг воды при 0 °С, вводится 1,85 кг водяного пара, имеющего температуру 100 °С, вследствие чего температура воды становится равной 37 °С. Найдите удельную теплоту парообразования воды. 880. Какое количество теплоты необходимо, чтобы превратить 1 кг льда при 0 °С в пар при 100 °С? 881. Какое количество теплоты необходимо для того, чтобы 5 кг льда при -1 0 °С обратить в пар при 100 °С и затем нагреть пар до 150 °С при нормальном давлении? Удельная теплоемкость водяного пара при постоянном давлении равна 2,05 кДж/(кг • °С). 882. Сколько килограммов каменного угля надо сжечь для того, чтобы превратить в пар 100 кг льда, взятого при 0 °С? Коэффициент полезного действия топки 70%. Удельная теплота сгорания угля 29,3 МДж/кг. 883. Английский ученый Блек для определения удельной теплоты парообразования воды брал определенное количество воды при 0 °С и нагревал ее до кипения. Дальше он продолжал нагревать воду до ее полного испарения. При этом Блек заметил, что для выкипания всей воды требовалось времени в 5,33 раза больше, чем для нагрева такой же массы воды от 0 °С до 100 °С. Чему равна, по опытам Блека, удельная теплота парообразования? 884. Какое количество пара при температуре 100 °С требуется обратить в воду, чтобы нагреть железный радиатор массой 10 кг от 10 °С до 90 °С? 885. Какое количество теплоты требуется, чтобы лед массой 2 кг, взятый при температуре -1 0 °С, обратить в пар при 100 °С? 96 886. Пробирка с эфиром погружена в стакан с водой, охлажденной до О °С. Продувая через эфир воздух, испаряют эфир, вследствие чего на пробирке образуется ледяная корка. Определите, сколько получилось льда при испарении 125 г эфира (удельная теплота парообразования эфира 356 кДж/кг). 887. Змеевик полностью вмерз в лед. Через змеевик проходит, охлаждаясь и конденсируясь, 2 кг пара, причем вода из змеевика выходит при температуре О °С. Какое количество льда можно расплавить таким образом? 888. В калориметр налито 57,4 г воды при 12 °С. В воду пущен пар при 100 °С. Через некоторое время количество воды в калориметре увеличилось на 1,3 г, а температура воды поднялась до 24,8 °С. Для нагрева пустого калориметра на 1 °С требуется 18,27 Дж теплоты. Найдите удельную теплоту парообразования воды. 889. Вода массой 20 кг при температуре 15 °С превращается в пар при температуре 100 °С. Какое количество бензина необходимо для этого процесса сжечь в нагревателе, если КПД нагревателя 30% ? 890. Из воды, взятой при 10 °С, надо получить 15 кг водяного пара при 100 °С. Сколько для этого надо сжечь каменного угля, если КПД нагревателя 20% ? 891. На примусе в медном чайнике массой 0,2 кг вскипятили воду массой 1 кг, взятую при температуре 20 °С. В процессе кипячения 50 г воды выкипело. Сколько в примусе сгорело бензина, если КПД примуса 30% ? Влажность воздуха 892. Почему иногда за самолетом, летящим на большой высоте, образуется след белого цвета (инверсионный след)? 893. Определите абсолютную влажность воздуха в кладовке объемом 10 м3, если в нем содержится водяной пар массой 0,12 кг. 4 № 6470 97 894. Через фильтр с сорбентом, поглощающим водяной пар, пропущено 5 л воздуха, после чего масса фильтра увеличилась на 120 мг. Какова абсолютная влажность воздуха? 895. Абсолютная влажность воздуха равна 10 г/м 3. Найти относительную влажность при температуре: 12 °С, 18 °С и 24 °С. 896. Относительная влажность в комнате f = 60%, температура 16 °С. До какой температуры надо охладить блестящий металлический предмет, чтобы на его поверхности появилась роса? 897. Сухой термометр показывает 20 °С, а смоченный 15,5 °С. Найти относительную влажность воздуха. 898. При температуре 10 °С относительная влажность воздуха равна 80%. Как изменится относительная влажность, если повысить температуру до 20 °С? 899. Сосуд содержит воздух при t = 15 °С; относительная влажность воздуха f = 63%. Когда воздух был осушен хлористым кальцием, вес сосуда уменьшился на 3,243 г. Определить объем сосуда. 900. Чему равна относительная влажность воздуха в классе, если температура в помещении 20 °С и абсолютная влажность воздуха равна 10 г/м 3? 901. Какова абсолютная влажность воздуха при температуре 15 °С, если относительная влажность воздуха равна 80%. 902. Найдите относительную влажность воздуха при температуре 10 °С, если давление паров воды в воздухе равно 0,9 кПа. 903. Давление водяного пара в воздухе равно 0,96 кПа, относительная влажность 60%. Чему равно давление насыщенного водяного пара при этой же температуре? 904. Найдите массу паров воды в воздухе кабинета объемом 40 м3 при температуре 20 °С и относительной влажности 60%. 905. Выпадет ли на траве иней при относительной влажности воздуха 70% и температуре 4 °С ? при -4 °С? 906. При какой температуре образуется туман, если температура воздуха 20 °С и относительная влажность 80% ? 98 ^^ ^ш Р аб о та газа и пара при расширении. Двигатель внутреннего сгорания. I Паровая турбина. КПД теплового двигателя 907. Газ, расширяясь, охлаждается. Почему? 908. Когда внутренняя энергия газа в цилиндре двигателя внутреннего сгорания больше: после проскакивания искры или к концу рабочего хода? 909. Какое количество теплоты выделилось при торможении до полной остановки грузовика массой 6,27 т, вначале ехавшего со скоростью 57,6 км/ч? 910. Какая работа совершена внешними силами при обработке железной заготовки массой 300 г, если она нагрелась на 200 °С? 911. На токарном станке обтачивается деталь со скоростью 1,5 м /с. Сила сопротивления равна 8370 Н. Какое количество теплоты выделится в данном процессе за пять минут? 912. Считая, что вся энергия идет на полезную работу, найдите, какое количество энергии в час необходимо тепловому двигателю мощностью 735 Вт? 913. Приняв, что вся тепловая энергия угля обращается в полезную работу, рассчитайте, какого количества каменного угля в час достаточно для машины мощностью 733 Вт? 914. Нагреватель за некоторое время отдает тепловому двигателю количество теплоты, равное 150 кДж, а холодильник за это же время получает от теплового двигателя количество теплоты, равное 100 кДж. Определите полезную работу двигателя за это время. 915. Нагреватель за некоторое время отдает тепловому двигателю количество теплоты, равное 120 кДж. Тепловой двигатель совершает при этом полезную работу 30 кДж. Определите КПД теплового двигателя. 916. Тепловой двигатель получает от нагревателя количество теплоты, равное 600 кДж. Какую полезную работу совершит тепловой двигатель, если его КПД равен 30% ? 99 917. Нагреватель отдает тепловому двигателю за 30 мин количество теплоты, равное 460 МДж, а тепловой двигатель отдает количество теплоты, равное 280 МДж. Определите полезную мощность двигателя. 918. Паровой молот мощностью 367 кВт получает от нагревателя в час количество теплоты, равное 6720 МДж. Какое количество теплоты в час получает холодильник? 919. Нагреватель отдает тепловому двигателю количество теплоты, равное 20 кДж. За то же время тепловой двигатель отдает холодильнику количество теплоты, равное 15 кДж. Найдите работу, совершенную тепловым двигателем, и его КПД. 920. Какое количество теплоты получил тепловой двигатель за 1 ч, если его полезная мощность равна 2 кВт, а КПД равен 12% ? 921. Полезная мощность механизма 800 Вт, КПД равен 12%. Какое количество теплоты получает механизм в час? 922. Мопед, едущий со скоростью 20 км/ч, за 100 км пути расходует 1 кг бензина. КПД его двигателя равен 22%. Какова полезная мощность двигателя? 923. Определите КПД двигателя внутреннего сгорания мощностью 36,6 кВт, который сжигает в течение одного часа 10 кг нефти. 924. Каков КПД мотора мощностью 3660 Вт, который за час расходует 1,5 кг бензина? 925. Мощность паровой машины 366,5 кВт, КПД равен 20%. Сколько сгорает каменного угля в топке паровой машины за час? 926. Сколько бензина расходует в час мотор мощностью 18 300 Вт с КПД 30% ? 927. Сколько надо в час бензина для двигателя мощностью 29,4 кВт, если коэффициент полезного действия двигателя 33% ? 928. Паровая машина мощностью 220 кВт имеет КПД 15%. Сколько каменного угля сгорает в ее топке за 8 ч? 929. Нагреватель за час отдает тепловому двигателю количество теплоты, равное 25,2 МДж. Каков КПД двигателя, если его мощность 1,47 кВт? 100 930. Современные паровые механизмы расходуют 12,57 МДж в час на 735 Вт. Вычислите КПД таких механизмов. 931. Нагреватель в течение часа отдает паровому молоту на каждые 735 Вт его механической мощности количество теплоты, равное 21,4 МДж. Вычислите КПД молота и сравните его с КПД механизмов из предыдущей задачи. 932. Тепловой двигатель мощностью 1500 кВт имеет КПД 30%. Определите количество теплоты, получаемое двигателем в течение часа. 933. Какое количество теплоты получает в течение часа двигатель Дизеля мощностью 147 кВт и с КПД, равным 34% ? 934. Тепловой двигатель мощностью 1 кВт имеет КПД 25%. Какое количество теплоты в час он получает? 935. Сколько каменного угля в час расходуется тепловым двигателем с КПД, равным 30% , и мощностью 750 Вт? 936. Мощность двигателей океанского лайнера 29,4 МВт, а их КПД равен 25%. Какое количество нефти израсходует лайнер за 5 суток? 937. Бензиновый двигатель мощностью 3660 Вт имеет КПД, равный 30%. На сколько времени работы хватит стакана (200 г) бензина для этого двигателя? 938. Мощность дизельного двигателя 367 кВт, КПД 30%. На сколько суток непрерывной работы хватит запаса нефти 60 т такому двигателю?