Пересыщенный пар

Можно ли, находясь в вагоне  с зашторенными окнами при полной звукоизоляции, с помощью каких-либо экспериментов определить, движется ли поезд равномерно и прямолинейно или покоится? Ответ поясните.

Полезная мощность двигателей самолёта равна 2300 кВт. Каков КПД двигателей, если при средней скорости 250 

 они потребляют 288 кг керосина на 100 км пути?

В сосуд налили 3 кг воды при температуре 20°С. Чему равна масса горячей воды, взятой при 90°С, которую нужно налить в сосуд, чтобы в нём установилась температура воды, равная 50°С? Потерями энергии на нагревание сосуда и окружающего воздуха пренебречь.

При нагревании вода превращается в пар той же температуры. При этом

Металлические стёкла

Внимание материаловедов давно привлекают так называемые аморфные металлы, или металлические стёкла. В этих соединениях, состоящих из металлических элементов 

 например, циркония, титана, меди, никеля 

 отсутствует какая-либо упорядоченная кристаллическая структура.

Каким образом можно металлический расплав заставить перейти в твёрдое, но не кристаллическое, а аморфное состояние, то есть получить металлическое стекло? Для этого надо расплав заставить затвердеть настолько быстро, чтобы атомы вещества остались «замороженными» в тех положениях, которые они занимали, будучи в жидком состоянии, и не успели перестроиться в кристаллическую решётку. Использование специальных методов позволяет достигать скорости охлаждения более 10⁶ град/с и получать металл в стеклообразном аморфном состоянии. Следствием такой аморфной структуры являются необычные магнитные, механические, электрические свойства и коррозионная стойкость аморфных металлических сплавов.

Одним из промышленных способов получения аморфных металлических лент является охлаждение (закалка) тонкой струи жидкого металла на внешней поверхности охлаждаемого вращающегося барабана (рисунок 1) или прокатка расплава между холодными вращающимися валками. Различие состоит том, что при закалке на барабане расплав быстрее охлаждается со стороны, прилегающей к барабану. Метод прокатки расплава позволяет получить хорошее качество обеих поверхностей ленты.

Аморфные и кристаллические тела

По своим физическим свойствам и молекулярной структуре твёрдые тела разделяются на два класса – аморфные и кристаллические тела.

Твёрдые тела, в которых атомы или молекулы расположены упорядоченно и образуют периодически повторяющуюся внутреннюю структуру, называются кристаллами (см. рис. 1а). Физические свойства кристаллических тел неодинаковы в различных направлениях (это свойство кристаллов называется анизотропностью), но совпадают в параллельных направлениях. Анизотропия механических, тепловых, электрических и оптических свойств кристаллов объясняется тем, что при упорядоченном расположении атомов, молекул или ионов силы взаимодействия между ними и межатомные расстояния оказываются неодинаковыми по различным направлениям.

Рис.1

Характерной особенностью аморфных тел является их изотропность, т. е. независимость всех физических свойств (механических, оптических и т. д.) от направления. Молекулы и атомы в изотропных твёрдых телах располагаются хаотично (см. рис. 1б). По своей структуре аморфные тела очень близки к жидкостям. Примерами аморфных тел могут служить стекло, различные затвердевшие смолы (янтарь), пластики и т. д. У аморфных тел нет определенной температу

Ударная часть молота массой 10 т свободно падает с высоты 2,5 м на стальную деталь массой 200 кг. На сколько градусов нагрелась деталь, если молот сделал 32 удара? На нагревание расходуется 25% энергии молота.

Какое количество теплоты выделяется при превращении 500 г воды, взятой при 20°С, в лёд при температуре 0°С? Потерями энергии на нагревание окружающего воздуха пренебречь.

После того как пар, имеющий температуру 120°С, впустили в воду при комнатной температуре, внутренняя энергия

Как изменяется плотность атмосферы с увеличением высоты? Ответ поясните.

Используя штатив с муфтой и лапкой, шарик с прикреплённой к нему нитью, линейку и часы с секундной стрелкой (или секундомер), соберите экспериментальную установку для исследования зависимости периода свободных колебаний нитяного маятника от длины нити. Определите время для 30 полных колебаний и вычислите период колебаний для трёх случаев, когда длина нити равна соответственно 1 м, 0,5 м и 0,25 м.

В бланке ответов:

1) сделайте рисунок экспериментальной установки;

2) укажите результаты прямых измерений числа колебаний и времени колебаний для трёх длин нити маятника в виде таблицы;

3) вычислите период колебаний для каждого случая и результаты занесите в таблицу;

4) сформулируйте вывод о зависимости периода свободных колебаний нитяного маятника от длины нити.

Два одинаковых по размеру бруска лежат на дне аквариума, который заполняют водой. Один брусок металлический и с ровной нижней гранью, другой 

 кирпичный и пористый. Одинаковы ли значения выталкивающих сил, действующих на бруски? Объясните, почему.

Одинакова ли величина выталкивающей силы, действующей на кусок дерева объёмом 100 см³ и на кусок железа такого же объёма при их полном погружении в воду? Рассмотреть случай, когда ни железо, ни дерево не опущены на дно.

Опыт Штерна

Существуют разнообразные способы определения скоростей движения молекул. Одним из наиболее простых является способ, осуществленный в 1920 г. в опыте Штерна.

Устройство прибора Штерна схематично представлено на рис. 1.

Рисунок 1. Схема опыта Штерна

Прибор состоял из двух расположенных вертикально цилиндров радиусов r и R, пространство внутри которых непрерывно откачивалось до очень низкого давления. По общей оси 1 цилиндров располагалась платиновая нить, покрытая тонким слоем серебра. При пропускании по платиновой нити электрического тока она нагревалась до высокой температуры. Серебро начинало испаряться, и его атомы летели к внутренней поверхности цилиндра прямолинейно и равномерно со скоростью V, отвечающей температуре платиновой нити. Щель 2 в стенке малого цилиндра выделяла узкий пучок молекул. Стенки цилиндра R специально охлаждались, чтобы попадающие на неё молекулы «прилипали» к ней, образуя налёт серебра в виде узкой вертикальной полоски М. Затем весь прибор приводился в быстрое вращение с угловой скоростью ω, и тогда налёт серебра получался вдоль образующей N.

Длина S дуги МN равна пути, проходимому точками большого цилиндра за время t полёта молекулы от щели до стенки большого цилиндра. Если обозначить через u скорость движения точек большого цилиндра, то получим уравнение, из которого можно определить скорость движения молекул V:

Медную и алюминиевую ложки одинаковой массы, имеющие комнатную температуру, опустили в кипяток. Равное ли количество теплоты они получат от воды? Почему?

Ученик исследовал зависимость удлинения упругой пружины от приложенной к ней силы, используя для этого стограммовые гирьки, и получил следующие данные.

Проанализировав полученные значения, он высказал предположения:

А. Закон Гука для данной пружины справедлив для первых трёх измерений.

Б. Закон Гука для данной пружины справедлив для последних трёх измерений.

Какая(-ие) из высказанных учеником гипотез верна(-ы)?

Что произойдет с атмосферой Земли, если температура атмосферы резко уменьшится?

Какое количество теплоты выделяется при превращении 500 г воды, взятой при 0°С, в лёд при температуре 

10°С? Потерями энергии на нагревание окружающего воздуха пренебречь.

Используя каретку (брусок) с крючком, динамометр, один груз, направляющую рейку, соберите экспериментальную установку для измерения коэффициента трения скольжения между кареткой и поверхностью рейки.

В бланке ответов:

1) сделайте рисунок экспериментальной установки;

2) запишите формулу для расчёта коэффициента трения скольжения;

3) укажите результаты измерений веса каретки с грузом и силы трения скольжения при движении каретки с грузом по поверхности рейки;

4) запишите числовое значение коэффициента трения скольжения.

Какое количество бензина израсходовал двигатель автомобиля, прошедшего путь 300 км со средней скоростью 100 

, если механическая мощность двигателя равна 46 кВт? КПД двигателя равен 36%.

Какое минимальное количество теплоты необходимо для превращения в воду 500 г льда, взятого при температуре 

10°С? Потерями энергии на нагревание окружающего воздуха пренебречь.

Что нагревается быстрее солнечными лучами: вода в открытом водоёме или суша? Почему?

При нагревании и плавлении кристаллического вещества массой 100 г измеряли температуру вещества и количество теплоты, сообщённое веществу. Данные измерений представили в виде таблицы. Считая, что потерями энергии можно пренебречь, определите удельную теплоёмкость вещества в твёрдом состоянии.