Разработка урока физики 7 класс по теме «Мощность»
Тема урока. Мощность. Единицы мощности.
Тип урока. Урок открытия нового знания.
Системно-деятельностный метод обучения.
Технология. Проблемно-диалогическое обучение.
Цель урока.
Обеспечить усвоение понятия мощности, как быстроты совершения работы.
Образовательные
Обеспечить усвоение понятия мощности как физической величины. Формировать умение вычислять мощность на конкретном материале. Продолжить формирование умения самоконтроля, взаимоконтроля.
Развивающие
Учить детей приёмам мыслительной деятельности, опираясь на их субъектный опыт, мотивируя каждый шаг учебной деятельности. Развивать самостоятельность учащихся; логическое мышление, грамотную речь.Способствовать формированию интеллектуальных умений и владению мыслительными операциями, анализом и синтезом, умением делать выводы, обобщением. Создать условия для включения каждого ученика в активную учебно-познавательную деятельность.
Воспитательная
Воспитывать стремление детей к получению новых знаний. Воспитывать культуру учебного труда. Воспитывать навыки коммуникативной деятельности. Формировать объективную самооценку знаний.
Компетенции, формируемые на уроке
Общекультурные, учебно-познавательные, информационные, коммуникативные.
УУД,формируемые на уроке
Л- личностные (определение цели и задачи урока, выбор действия по достижению цели, осознание практической важности изучаемой темы)
П- познавательные (использование научных методов познания, умение делать выводы)
Р- регулятивные (умение выявить проблему, умение определять и сохранять цель, контролирование и оценивание своей работы и полученного результата)
К- коммуникативные (восприятие мнения других людей, умение выражать свою точку зрения)
Оборудование : презентация, рабочие карты урока (карточки самооценки), карточки с заданиями, оборудование для опытов.
Этапы урока
Цель и содержание этапа
Деятельность учителя
Деятельность учащихся
Оценка результатов деятельности ученика
1.Самоопределение к учебной деятельности
Цель: Выработать на личностно значимом уровне внутренней готовности выполнение нормативов учебной деятельности.
— Улыбнитесь друг другу.
-Проверьте свою готовность к уроку.
— О чем мы должны помнить на каждом уроке? (открывать для себя что-то новое) А чтобы получить новое какие умения вы должны развивать в себе? (слушать, наблюдать,…) Каким бы вы хотели, чтобы получился наш урок? (познавательным) Это будет зависеть от того, как мы будем помогать друг другу. Чему же будет посвящен наш урок? (изучению нового)
— Сегоднямы будем пользоваться рабочими картами урока. За выполнение каждого задания вы выставляете себе отметку в рабочую карту, критерии отметок указаны в рабочей карте. Контролируете себя сами.
«Человек достигает результата, только делая что-то сам» А. Пятигорский (слайд 1).
— Я очень надеюсь, что сегодня вы в ходе собственной деятельности достигните нового учебного результата.
— Если возникнут затруднения, то можно обратиться к своему соседу за партой или к учителю, в течение всего урока.
Создаёт условия для возникновения внутренних потребностей включения в деятельность (хочу!)
Активизирует требования к ученику со стороны учебной деятельности
— устанавливает тематические рамки учебной деятельности (могу!)
Ученики встали, настроились на работу, проверили наличие учебных предметов, поделились эмоциями.
Самоопределение к деятельности (Л);
Планирование учебного сотрудничества с учителем и сверстниками (К);
Психологическая настроенность, готовность к уроку, быстрое включение в работу.
2.Актуализация знаний и фиксирование затруднений в деятельности
Цель : Подготовить мышление учащихся и организовать осознание ими внутренних потребностей к построению нового способа действий.
Для того чтобы эффективно работать на уроке что необходимо сделать? (подготовиться)
1) — По какой теме мы работали на прошлом уроке?
— Первый вариант рассказывает, а второй слушает о работе по плану изучение физической величины. Если какой-то материал не помните, обратитесь к конспекту. Второй вариант анализирует ответ, вместе корректируете по конспекту.
Взаимооценка (слайд 3) (число верных ответов равно числу полученных баллов, выставляемых в лист самооценки)
— Какие остались вопросы? Что непонятно?
2)Задание: Поднимите груз с пола (часть учащихся выполняют работу, а остальные наблюдают)
— Во время обсуждения за каждый верный точный ответ, не повторяющий предыдущие – 1 балл в рабочую карту урока.
— Что вы наблюдали?
— Одинаковая ли работа была совершена?
— В чем разница при выполнении одной и той же работы?
— Что выберите вы:
— подъём сотен кирпичей на верхний этаж строящегося зданий подъемным краном и подъем такого же количества кирпичей рабочим;
— вспашка 1 га земли лошадью (10-12 ч), и эта же работа современным трактором с многолемешным плугом (40-50 мин).
— Почему? В чем разница? (время)
— Сформулируйте проблему, которая у нас образовалась?
Активизирует все мыслительные операции, познавательные процессы (внимание, речь, память, мышление) и предоставляет задания на повторение изученного материала, на применение нового знания.
Организует подготовку к изучению нового материала.
Воспроизводят и фиксируют ЗУНы, достаточные для построения нового способа действий.
Актуализируют изученный ранее материал (знаю, могу)
Пытаются выполнить самостоятельно задания на применение нового знания запланированные для изучения на данном уроке.
Затруднения фиксируют в громкой речи при выполнении пробного действия.
-Мыслительные операции (обобщение, анализ, синтез, сравнение) (П);
-осознанные и произвольные речевые высказывания (К);
-волеваясаморегуляция в затруднении (Р);
-выражение своих мыслей с достаточной полнотой и точностью (К);
-аргументирование своего мнения и позиции в коммуникации (К);
— выполнение пробного задания ( Р);
-фиксирование инд.затруднений в пробном учебном действии (Р);
-волеваясаморегуляция в затруднении (Р).
Устная оценка учителя. Самооценка учащихся.
3.Постановка учебной задачи.
Цель: поставить цель учебной деятельности и на этой основе выбрать способ и средства её реализации
— Сформулируйте тему урока (Мощность. Единицы мощности) (слайд 4).
— Сформулируйте задачи урока.
-Открываем тетради, записываем число, тему урока в тетрадь.
— Приступим к реализации задач урока: с чего, по-вашему, начнем?
Учитель выступает в роли организатора.
После ответов детей уточняет цель и тему урока.
Формулируют конкретную цель своих будущих, учебных действий, устраняющих причину возникшего затруднения(чему учиться)
Предлагают и согласовывают тему урока.
-мыслительные операции (П);
-самостоятельное выделение и формирование цели (П);
-поиск и выделение необходимой информации (П).
4.Постановка проекта выхода из затруднения (открытия детьми нового знания)
Цель: Построить новый способ действия и сформировать умение применять его как при решении задачи, которая вызвала затруднение, так и при решении задания такого же типа.
1) — Сформулируйте определение мощности.
— Что нам поможет определить насколько мы правы?
— Сравните ваше определение и определение учебника.
— По какому плану мы изучаем любую физическую величину?
— Что нам поможет этот план реализовать?
Работа с учебником, в парах, по плану.
Параллельно с данной работой заполняем соответствующую таблицу на интерактивной доске. Обсуждаем полученное, вносим, если необходимо, коррективы.
2) Посмотрите на формулу нахождения мощности. Как найти работу, зная время и мощность? Как найти время совершения работы, зная работу и мощность?
3) В честь какого ученого была названа единица измерения мощности?
Сообщение об Уайте.
Что вы взяли для себя из данного выступления?
Учитель выступает в роли организатора.
Фиксирует новый способ действия(алгоритм) на доске.
Следит за хронометрией урока.
Обращает внимание на составленный алгоритм при проговаривании учащимися вслух.
Учащиеся работают в парах, группахс заданиями, теоретическим материалом учебника, используя знаковую систему. Пытаются решить причину затруднения.
Решают фронтально, в парах) несколько типовых заданий на новый способ действий.При этом проговаривают вслух выполненные шаги алгоритма.
Мыслительные операции (П);
-поиск и выделение необходимой информации (П).
Установление причинно – следственных связей (П);
Извлечение из предметного текста необходимой информации (П);
— Использование знаково- символических средств (П);
-самостоятельное создание способов решения проблем творческого и поискового характера (Р);
-адекватное использование речевых средств для решения коммуникативных задач (К);
— выражение своих мыслей с достаточной полнотой и точностью (К);
-аргументирование своего мнения и позиции в коммуникации (К).
Устная оценка учителя. Самооценка учащихся.
5.Первоначальное закрепление с проговариванием во внешней речи.
Цель: Усвоить учащимся новый способ действия.
1) Второй вариант рассказывает, а первый слушает о мощности по плану изучение физической величины.
2) Задание.Найти мощность потока воды выливаемой из банки.
— Во время обсуждения за каждый верный точный ответ, не повторяющий предыдущие – 1 балл в рабочую карту урока.
— Что нам для этого потребуется? Что вспомним? (формулу)
— Какие величины нужно найти?
— Как найти работу?
– Используя, какую силу, льется вода? (Силу тяжести).
– Как найти силу тяжести, действующую на воду? Какие измерения для этого необходимо сделать?
– Какие еще приборы потребуются для измерения мощности?
-Оформляем работу в виде задачи на доске и в тетрадях.
Работа с помощниками у доски (1-оформляет задачу, 2 – измеряет массу, льет воду, 3 – измеряет время)
— Какие остались вопросы? Что непонятно?
Извлечение из предметного текста необходимой информации( П);
-осознанное и произвольное речевые высказывание (П);
Построение логической цепи рассуждений и доказательств +КУУД 4 этапа.
Самооценка. Устная оценка учителя.
6.Самостоятельная работа с самопроверкой по эталону.
Цель: Интериоризировать учащимся новый способ действия и провести рефлексиюдостижения цели пробного учебного действия .
Работа в группах.
– Как велика мощность человека?
– Может ли человек по мощности сравниться с лошадью?
– Как вы думаете, какую мощность могут развивать ваши мышцы?
Практическая работа в группах равного состава. Работа в группах (5-6 групп по 4 человека): определение мощности, развиваемой мышцами ног при прыжках вверх на одной ноге, при прыжках вверх на двух ногах, при ходьбе от кабинета физики до столовой; при поднятии гири.
По одному ученику от группы получает задание.
Представители групп выбирают приборы и материалы (приложение 4).
После короткого совещания и распределения обязанностей в группе ученики приступают к выполнению задания.
Отчет групп. Взаимооценка.
– Как велика мощность человека?
Организовывает самостоятельную работу на новый способ действия, самопроверку учебных решений по эталону. Создаёт (по возможности) ситуацию успеха для каждого ребёнка, для уч-ся допустивших ошибки. Предоставляет возможность выявления причин ошибок и их устранения.
Учащиеся пошаговопроверяют свои действия самостоятельного задания.Оцениваютсвои результаты в освоении новогоспособа действия.
Построение логической цепи рассуждений и доказательств- (К,Р)
Умение преодолевать трудности в выполнении (Л).
Мыслительные операции (П).
Все познавательные УУД + контроль, коррекция, оценка (Р)
Взаимооценка. Устная оценка учителя.
Цель: Оценить учащимися собственную учебную деятельность, осознать методы построения и границы применения нового способа действий.
1) Зачем мы изучаем мощность? Каково практическое использование темы? Приведите пример.
2) Оценки за урок: поставьте себе общую отметку за урок в рабочей карте.
-Поднимите руки, кто поставил себе «5», «4», «3».
3) Достиг ли урок своих задач, которые мы ставили в начале? Обоснуйте!
4) Кому сегодня на уроке было легко?
Кому пока было трудно?
Кто доволен сегодня своей работой?
5) Над чем еще надо работать на следующих уроках?
Организует рефлексию (по вопросам) и самооценку собственной учебной деятельности.
Соотносят цель и результат учебной деятельности
Фиксируют степень соответствия.
Намечают цели дальнейшей деятельности.
Рефлексия способов и условий действий (П);
-контроль и оценка способов своей деятельности (Р);
-самооценка на основе критерий успешности (Л);
— адекватное понимание успешности или неуспешности;
— выражение своих мыслей с достаточной полнотой и точностью (К);
— планирование успешного сотрудничества (К)
— следование моральным нормам и этическим требованиям (Л)
Самооценка. Устная оценка учителя.
8. Домашнее задание.
Что необходимо повторить дома?
п.54 ОК, составить вопросы классу.
Доп. задание: карточки (по желанию).
Определяет домашнее задание для самостоятельной работы с элементами выбора и творчества.
Слушают, записывают, уточняют способы работы и её объём.
Планирование, прогнозирование (Р)
Оценивание трудности выполнения (Л).
Самооценка. Устная оценка учителя.
За какое время двигатель мощностью 2 квт совершит работу в 360 кдж
Варианты задач ЕГЭ
разных лет
(с решениями).
1. В вакууме закреплен горизонтальный цилиндр. В цилиндре находится гелий в количестве 0,1 моль, запертый поршнем. Поршень удерживается упорами и может скользить влево вдоль стенок цилиндра без трения. В поршень попадает пуля массой 10 г, летящая горизонтально со скоростью 400 м/с, и застревает в нем. Температура гелия в момент остановки поршня в крайнем левом положении возрастает на 64 К. Какова масса поршня? Считать, что за время движения поршня газ не успевает обменяться теплом с поршнем и цилиндром. (Решение)
2. В вакууме закреплен горизонтальный цилиндр. В цилиндре находится гелий в количестве 0,1 моль, запертый поршнем. Поршень массой 90 г удерживается упорами и может скользить влево вдоль стенок цилиндра без трения. В поршень попадает пуля массой 10 г, летящая горизонтально со скоростью 400 м/с, и застревает в нем. Как изменится температура гелия в момент остановки поршня в крайнем левом положении? Считать, что за время движения поршня газ не успевает обменяться теплом с сосудом и поршнем. (Решение)
3. Одноатомный идеальный газ в количестве 10 моль сначала охладили, уменьшив давление в 3 раза, а затем нагрели до первоначальной температуры 300 К (см. рисунок). Какое количество теплоты получил газ на участке 2—3? (Решение)
4. Идеальный одноатомный газ в количестве 1 моль сначала охладили, а затем нагрели до первоначальной температуры 300 К, увеличив объем газа в 3 раза (см. рисунок). Какое количество теплоты отдал газ на участке 1—2? (Решение)
5. Идеальный одноатомный газ в количестве 10 моль охладили, уменьшив давление в 3 раза. Затем газ нагрели до первоначальной температуры 300 К (см. рисунок). Какое количество теплоты сообщено газу на участке 2—3? (Решение)
6. Один моль идеального одноатомного газа сначала нагрели, а затем охладили до первоначальной температуры 300 К, уменьшив давление в 3 раза (см. рисунок). Какое количество теплоты сообщено газу на участке 1—2? (Решение)
7. Один моль идеального одноатомного газа сначала изотермически расширился (Τ1 = 300 К). Затем газ охладили, понизив давление в 3 раза (см. рисунок). Какое количество теплоты отдал газ на участке 2—3? (Решение)
8. Идеальный одноатомный газ расширяется сначала адиабатно, а затем изобарно. Конечная температура газа равна начальной (см. рисунок). За весь процесс 1—2—3 газом совершена работа, равная 5 кДж. Какую работу совершил газ при изобарном расширении? (Решение)
9. Идеальный одноатомный газ расширяется сначала адиабатно, а затем изобарно. Конечная температура газа равна начальной (см. рисунок). При адиабатном расширении газ совершил работу, равную 3 кДж. Какова работа газа за весь процесс 1—2—3? (Решение)
10. Один моль одноатомного идеального газа совершает процесс 1-2-3 (см. рисунок, где Т0 = 100К). На участке 2-3 к газу подводят 2,5 кДж теплоты. Найдите отношение работы А123, совершаемой газом в ходе процесса, к количеству поглощенной газом теплоты Q123? (Решение)
11. Один моль одноатомного идеального газа совершает процесс 1-2-3 (см. рисунок. где Т0 = 100К). На участке 2-3 к газу подводят 2,5 кДж теплоты. Найдите отношение полного подведенного к газу количества теплоты Q123 к работе А123, совершенной газом в ходе процесса. (Решение)
12. Один моль одноатомного идеального газа совершает процесс 1 — 2 — 3. На участке 2 — 3 к газу подводят 2500 Дж теплоты, Т0 = 300 К. Найдите отношение количества подведенной к газу теплоты Q123 к работе А123, совершаемой газом в ходе процесса. (Решение)
13. В цилиндре, закрытом подвижным поршнем, находится воздух. Во время опыта и объем воздуха в цилиндре, и его абсолютную температуру увеличили в 2 раза. Оказалось, однако, что воздух мог просачиваться сквозь зазор вокруг поршня, и за время опыта его давление в цилиндре не изменилось. Во сколько раз изменилась внутренняя энергия воздуха в цилиндре? (Воздух считать идеальным газом.) (Решение)
14. В сосуде с небольшой трещиной находится воздух, который может просачиваться сквозь трещину. Во время опыта давление воздуха в сосуде возросло в 2 раза, а его абсолютная температура уменьшилась в 4 раза при неизменном объеме. Во сколько раз изменилась внутренняя энергия воздуха в сосуде? (Воздух считать идеальным газом.) (Решение)
15. В цилиндре, закрытом подвижным поршнем, находится газ, который может просачиваться сквозь зазор вокруг поршня. В опыте по изотермическому сжатию газа его объем уменьшился вдвое, а давление газа упало в 3 раза. Во сколько раз изменилась внутренняя энергия газа в цилиндре? (Газ считать идеальным.) (Решение)
16. На pT-диаграмме показан цикл тепловой машины, у которой рабочим телом является идеальный газ (см. рисунок). На каком участке цикла работа газа наибольшая по абсолютной величине? (Решение)
17. На рТ-диаграмме показан цикл тепловой машины, у которой рабочим телом является идеальный газ (см. рисунок). На каком из участков цикла 1—2, 2—3, 3—4, 4—1 работа газа наибольшая по модулю? (Решение)
18. На рТ-диаграмме показан цикл тепловой машины, у которой рабочим телом является идеальный газ (см. рисунок). Найдите модуль отношения работ газа ΔA34/ΔA12 на участках 3—4 и 1—2. (Решение)
19. На рT-диаграмме показан цикл тепловой машины, у которой рабочим телом является идеальный газ (см. рисунок). На каком участке цикла работа раза наименьшая по модулю? (Решение)
20. На РТ-диаграмме показан цикл тепловой машины, у которой рабочим телом является идеальный газ (см. рисунок). На каком из четырех участков цикла 1—2, 2—3, 3—4, 4—1 работа газа наибольшая по абсолютной величине? (Решение)
21. Теплоизолированный сосуд разделен теплопроводной неподвижной перегородкой на две части одинакового объема. В одной части сосуда находится гелий в количестве 2 моль, а в другой — аргон в количестве 2 моль. В начальный момент средняя квадратичная скорость атомов аргона в 2 раза больше скорости атомов гелия. Определите отношение давления гелия к давлению аргона после устаиовления теплового равновесия. (Решение)
22. Теплоизолированный сосуд объемом V = 2 м 3 разделен перегородкой на две равные части. В одной части сосуда находится 1 кг гелия, а в другой — 1 кг аргона. Средняя квадратичная скорость атомов аргона равна средней квадратичной скорости атомов гелия и составляет 500 м/с. Определите парциальное давление гелия после удаления перегородки. (Решение)
23. Сосуд объемом V = 2 м 3 разделен пористой перегородкой на две равные части. В начальный момент в одной части сосуда находится гелий массой m = 1 кг, а в другой — аргон массой m = 1 кг. Атомы гелия могут свободно проникать через перегородку, а атомы аргона — нет. Начальная температура гелия равна температуре аргона T = 300 К. Определите внутреннюю энергию гелий-аргоновой смеси после установления равновесия в системе. (Решение)
24. Сосуд объемом V = 2 м 3 разделен пористой перегородкой на две равные части. В начальный момент в одной части сосуда находится гелий массой m = 1 кг, а в другой — аргон массой m = 1 кг. Атомы гелия могут свободно проникать через перегородку, а атомы аргона — нет. Начальная температура гелия равна температуре аргона Τ = 300 К. Определите внутреннюю энергию газа, оставшегося в той части сосуда, где первоначально находился гелий, после установления равновесия в системе. (Решение)
25. Для отопления обычной московской квартиры площадью в месяц требуется при сильных морозах, судя по квитанциям ЖКХ, примерно 1 гигакалория теплоты (1 кал ≈ 4,2 Дж). Она получается в основном при сжигании на московских теплоэлектростанциях природного газа — метана с КПД преобразования энергии экзотермической реакции в теплоту около 50 %. Уравнение этой химической реакции имеет вид: где Q ≈ 1,33·10 -18 Дж. Представим себе, что пары воды, получившиеся в результате сжигания метана, сконденсировались, замёрзли на морозе и выпали в виде снега на крыше дома, равной по площади квартире. Будем считать плотность такого снега равной 100 кг/м 3 . Какова будет толщина h слоя снега, выпавшего за месяц в результате этого процесса? (Решение)
26. Для отопления обычной московской квартиры площадью S = 63 м 2 в месяц требуется при сильных морозах, судя по квитанциям ЖКХ, примерно 1 гигакалория теплоты ( Дж). Она получается в основном при сжигании на московских теплоэлектростанциях природного газа — метана с КПД преобразования энергии экзотермической реакции в теплоту около 50 %. Уравнение этой химической реакции имеет вид: где Q ≈ 1,33·10 -18 Дж. Представим себе, что пары воды, получившиеся в результате сжигания метана, сконденсировались, замёрзли на морозе и выпали в виде снега на крыше дома, равной по площади квартире. Будем считать плотность такого снега равной 100 кг/м 3 . Какова будет толщина h слоя снега, выпавшего за месяц в результате этого процесса? (Решение)
27. На рисунке изображён процесс 1-2-3-4-5, проводимый над 1 молем идеального одноатомного газа. Вдоль оси абсцисс отложена абсолютная температура Т газа, а вдоль оси ординат — количество теплоты ΔQ, полученное или отданное газом на соответствующем участке процесса. После прихода в конечную точку 5 весь процесс циклически повторяется с теми же параметрами изменения величин, отложенных на осях. Найдите КПД этого цикла. (Решение)
28. В сосуде объёмом V = 0,02 м 3 с жёсткими стенками находится одноатомный газ при атмосферном давлении. В крышке сосуда имеется отверстие площадью S, заткнутое пробкой. Максимальная сила трения покоя F пробки о края отверстия равна 100 Н. Пробка выскакивает, если газу передать количество теплоты не менее 15 кДж. Определите значение S, полагая газ идеальным. (Решение)
29. В сосуде объёмом V = 0,02 м 3 с жёсткими стенками находится одноатомный газ при атмосферном давлении. В крышке сосуда имеется отверстие площадью S = 2·10 -4 м 2 , заткнутое пробкой. Пробка выскакивает, если газу передать количество теплоты не менее 15 кДж. Определите максимальную силу трения покоя F пробки о края отверстия. Газ считайте идеальным. (Решение)
30. В сосуде объёмом V = 0,02 м 3 с жёсткими стенками находится одноатомный газ при атмосферном давлении. В крышке сосуда имеется отверстие площадью S = 2·10 -4 м 2 , заткнутое пробкой. Максимальная сила трения покоя F пробки о края отверстия равна 100 Н. Определите максимальное количество теплоты, которое можно передать газу, чтобы пробка ещё не выскочила из отверстия. Газ считайте идеальным. (Решение)
31. В сосуде с небольшой трещиной находится воздух. Воздух может медленно просачиваться сквозь трещину. Во время опыта объем сосуда уменьшили в 8 раз, давление воздуха в сосуде увеличилось в 2 раза, а его абсолютная температура увеличилась в 1,5 раза. Каково изменение внутренней энергии воздуха в сосуде? (Воздух считать идеальным газом.) (Решение)
32. В сосуде с небольшой трещиной находится воздух. Воздух может медленно просачиваться сквозь трещину. Во время опыта объем сосуда уменьшили в 4 раза, давление воздуха в сосуде увеличилось тоже в 4 раза, а его абсолютная температура увеличилась в 1,5 раза. Каково изменение внутренней энергии воздуха в сосуде? (Воздух считать идеальным газом.) (Решение)
33. В горизонтальной трубке постоянного сечения, запаянной с одного конца, помещен столбик ртути длиной 15 см, который отделяет воздух в трубке от атмосферы. Трубку расположили вертикально запаянным концом вниз и нагрели на 60 К. При этом объем, занимаемый воздухом, не изменился. Давление атмосферы в лаборатории — 750 мм рт. ст. Какова температура воздуха в лаборатории? (Решение)
34. С одним молем гелия провели процесс, при котором среднеквадратичная скорость атомов гелия выросла в n = 2 раза. В ходе этого процесса средняя кинетическая энергия атомов гелия была пропорциональна объему, занимаемому гелием. Какую работу совершил газ в этом процессе? Считать гелий идеальным газом, а значение среднеквадратичной скорости атомов гелия в начале процесса принять равным v1 = 100 м/с. (Решение)
35. С одним молем идеального одноатомного газа совершают циклический процесс 1—2—3—4—1 (см. рис.). Во сколько раз n КПД данного цикла меньше, чем КПД идеальной тепловой машины, работающей при тех же максимальной и минимальной температурах? (Решение)
36. Среднеквадратичная скорость молекул идеального одноатомного газа, заполняющего закрытый сосуд, равна v = 450 м/с. Как и на сколько изменится среднеквадратичная скорость молекул этого газа, если давление в сосуде вследствие охлаждения газа уменьшить на 19%? (Решение)
37. Над одним молем идеального одноатомного газа провели процесс 1–2–3, график которого приведён на рисунке в координатах V/V1 и p/p1, где V1 = 1 м3 и p1 = 2·10 5 Па — объём и давление газа в состоянии 1. Найдите количество теплоты, сообщённое газу в данном процессе 1–2–3. (Решение)
38. Один моль одноатомного идеального газа переводят из состояния 1 в состояние 2 таким образом, что в ходе процесса давление газа возрастает прямо пропорционально его объёму. В результате плотность газа уменьшается в α = 2 раза. Газ в ходе процесса получает количество теплоты Q = 20 кДж. Какова температура газа в состоянии 1? (Решение)
39. Над одним молем идеального одноатомного газа провели процесс 1-2-3, график которого приведен на рисунке в координатах V/V1 и p/p1, где V1 = 1 м3 и p1 = 2·10 5 Па — объём и давление газа в состоянии 1. Найдите количество теплоты, сообщенное газу в данном процессе 1-2-3. (Решение)
40. Один моль аргона, находящийся в цилиндре при температуре Т1 = 600 К и давлении p1 = 4·10 5 Па, расширяется и одновременно охлаждается так, что его давление при расширении обратно пропорционально квадрату объёма. Конечное давление газа p2 = 10 5 Па. Чему равна внутренняя энергия газа после расширения? (Решение)
41. Один моль аргона, находящийся в цилиндре при температуре Т1 = 600 К и давлении p1 = 4·10 5 Па, расширяется и одновременно охлаждается так, что его давление при расширении обратно пропорционально квадрату объёма. Конечное давление газа p2 = 10 5 Па. На какую величину изменилась внутренняя энергия аргона в результате расширения? (Решение)
42. Один моль аргона, находящийся в цилиндре при температуре Т1 = 600 К и давлении p1 = 4·10 5 Па, расширяется и одновременно охлаждается так, что его температура при расширении обратно пропорциональна объёму. Конечное давление газа p2 = 10 5 Па. Какую работу совершил газ при расширении, если он отдал холодильнику количество теплоты Q = 1247 Дж? (Решение)
43. Один моль аргона, находящийся в цилиндре при температуре Т1 = 600 К и давлении p1 = 4·10 5 Па, расширяется и одновременно охлаждается так, что его температура при расширении обратно пропорциональна объёму. Конечное давление газа p2 = 10 5 Па. Какое количество теплоты газ отдал при расширении, если при этом он совершил работу A = 2493 Дж? (Решение)
44. Один моль аргона, находящийся в цилиндре при температуре Т1 = 600 К и давлении p1 = 4·10 5 Па, расширяется и одновременно охлаждается так, что его температура при расширении обратно пропорциональна объёму. Конечное давление газа p2 = 10 5 Па. Чему равна внутренняя энергия газа после расширения? (Решение)
45. В сосуде объёмом V с жёсткими стенками находится одноатомный газ при атмосферном давлении. В крышке сосуда имеется отверстие площадью S = 2·10 -4 м 2 , заткнутое пробкой. Максимальная сила трения покоя F пробки о края отверстия равна 100 Н. Пробка выскакивает, если газу передать количество теплоты не менее 15 кДж. Определите значение V, полагая газ идеальным. (Решение)
46. На диаграмме представлены изменения давления и объема идеального одноатомного газа. Какое количество теплоты было получено или отдано газом при переходе из состояния 1 в состояние 3? (Решение)
47. На диаграмме представлены изменения давления и объема идеального одноатомного газа. Какое количество теплоты было получено или отдано газом при переходе из состояния 1 в состояние 3? (Решение)
48. На диаграмме (см. рисунок) представлены изменения давления и объема идеального одноатомного газа. Какое количество теплоты было получено или отдано газом при переходе из состояния 1 в состояние 3? (Решение)
49. На диаграмме (см. рисунок) представлены изменения давления и объема идеального одноатомного газа. Какое количество теплоты было получено или отдано газом при переходе из состояния 1 в состояние 3? (Решение)
50. На диаграмме представлены изменения давления и объема идеального одноатомного газа. Какое количество теплоты было получено или отдано газом при переходе из состояния 1 в состояние 3? (Решение)
51. На диаграмме представлены изменения давления и объема идеального одноатомного газа. Какое количество теплоты было получено или отдано газом при переходе из состояния 1 в состояние 3? (Решение)
52. На диаграмме представлены изменения давления и объема идеального одноатомного газа. Какое количество теплоты было получено или отдано газом при переходе из состояния 1 в состояние 3? (Решение)
53. На диаграмме представлены изменения давления и объема идеального одноатомного газа. Какое количество теплоты было получено или отдано газом при переходе из состояния 1 в состояние 3? (Решение)
54. На диаграмме представлены изменения давления и объема идеального одноатомного газа. Какое количество теплоты было получено или отдано газом при переходе из состояния 1 в состояние 3? (Решение)
55. С разреженным азотом, который находится в сосуде под поршнем, провели два опыта. В первом опыте газу сообщили, закрепив поршень, количество теплоты Q1 = 742 Дж, в результате чего его температура изменилась на некоторую величину ΔТ. Во втором опыте, предоставив азоту возможность изобарно расширяться, сообщили ему количеcтво теплоты Q2 = 1039 Дж в результате чего его температура изменилась также на ΔТ. Каким было изменение температуры в опытам? Масса азота m = 1 кг. (Решение)
56. С разреженным азотом, который находится в сосуде под поршнем, провели два опыта. В первом опыте газу сообщили, закрепив поршень, количество теплоты Q1 = 742 Дж в результате чего его температура изменилась на 1 К. Во втором опыте, предоставив азоту возможность изобарно расширяться, сообщили ему количество теплоты Q2 = 1039 Дж, в результате чего его температура изменилась также на 1 К Определите массу азота в опытах. (Решение)
57. Сферическую оболочку воздушного шара наполняют гелием при атмосферном давлении 10 5 Па Минимальная масса оболочки, при которой шар начинает поднимать сам себя, равна 500 кг. Температура гелия и окружающего воздуха одинакова и равна 0° С. Чему равна масса одного квадратного метра материала оболочки шара? (Площадь сферы S = 4πR 2 , объем шара V = 4 /3πR 3 .) (Решение)
58. Воздушный шар имеет газонепроницаемую оболочку массой 400 кг и наполнен гелием. Какова масса гелия в шаре, если на высоте, где температура воздуха 17 ° С, а давление 10 5 Па, шар может удерживать в воздухе груз массой 225 кг? Считать, что оболочка шара не оказывает сопротивления изменению объема шара. (Решение)
59. В 2012 году зима в Подмосковье была очень холодной, и приходилось использовать системы отопления дачных домов на полную мощность. В одном из них установлено газовое отопительное оборудование с тепловой мощностью 17,5 кВт и КПД 85%, работающее на природном газе — метане CH4. Сколько пришлось заплатить за газ хозяевам дома после месяца (30 дней) отопления в максимальном режиме? Цена газа составляла на этот период 3 рубля 30 копеек за 1 кубометр газа, удельная теплота сгорания метана 50,4 МДж/кг. Можно считать, что объём потреблённого газа измеряется счётчиком при нормальных условиях. Ответ округлите до целого числа рублей в меньшую сторону. (Решение)
60. Идеальная тепловая машина обменивается теплотой с тёплым телом — окружающей средой, находящейся при темпе-ратуре +25 °С, и холодным телом с температурой −18 °С. В некоторый момент машину запустили в обратном направ-лении, так что все составляющие теплового баланса — работа и количества теплоты — поменяли свои знаки. При этом за счёт работы, совершенной двигателем тепловой машины, от холодного тела теплота стала отбираться, а тёплому телу — сообщаться. Какую работу совершил двигатель тепловой машины, если количество теплоты, отведенной от холодного тела, равно 165 кДж? Ответ округлите до целого числа кДж. (Решение)
61. Теплоизолированный цилиндр разделён подвижным теплопроводящим поршнем на две части. В одной части цилиндра находится гелий, а в другой – аргон. В начальный момент температура гелия равна 300 K, а аргона – 900 K, объёмы, занимаемые газами, одинаковы, а поршень находится в равновесии. Во сколько раз изменится объём, занимаемый гелием, после установления теплового равновесия, если поршень перемещается без трения? Теплоёмкостью цилиндра и поршня пренебречь. (Решение)
62. Идеальная тепловая машина обменивается теплотой с тёплым телом — окружающей средой, находящейся при температуре +25 °С, и холодным телом с температурой -18 °С. В некоторый момент машину запустили в обратном направлении, так что все составляющие теплового баланса — работа и количества теплоты — поменяли свои знаки. При этом за счёт работы, совершенной двигателем тепловой машины, от холодного тела теплота стала отбираться, а тёплому телу — сообщаться. Какую работу совершил двигатель тепловой машины, если количество теплоты, сообщенной тёплому телу, равно 193 кДж? Ответ округлите до целого числа кДж. (Решение)
63. 1 моль идеального газа переходит из состояния 1 в состояние 2, а потом — в состояние 3 так, как это показано на (p,T) диаграмме. Начальная температура газа равна T0 = 300 К. Определите работу газа при переходе из состояния 2 в состояние 3, если k = 2. (Решение)
64. 1 моль идеального газа переходит из состояния 1 в состояние 2, а потом — в состояние 3 так, как это показано на (p,T) диаграмме. Начальная температура газа равна T0 = 280 К. Определите работу газа при переходе из состояния 2 в состояние 3, если k = 4. (Решение)
65. Над одноатомным идеальным газом проводится циклический процесс, показанный на рисунке. На участке 1-2 газ совершает работу А12 = 1000 Дж. Участок 3-1 — адиабата. Количество теплоты, отданное газом за цикл холодильнику, равно |Qхол| = 3370 Дж. Количество вещества газа в ходе процесса не меняется. Найдите работу A31 газа на адиабате. (Решение)
66. Над одноатомным идеальным газом проводится циклический процесс, показанный на рисунке к зад. 65. На участке 1-2 газ совершает работу А12 = 1000 Дж. На адиабате 3-1 внешние силы сжимают газ, совершая работу |A31| = 370 Дж. Количество вещества газа в ходе процесса не меняется. Найдите количество теплоты |Qхол|, отданное газом за цикл холодильнику. (Решение)
67. Над одноатомным идеальным газом проводится циклический процесс, показанный на рисунке к зад. 65. На участке 1–2 газ совершает работу А12 = 1000 Дж. Участок 3–1 — адиабата. Количество теплоты, отданное газом за цикл холодильнику, равно |Qхол| = 3370 Дж. Количество вещества газа в ходе процесса не меняется. Найдите КПД цикла. (Решение)
68. Над одноатомным идеальным газом проводится циклический процесс, показанный на рисунке к зад. 65. На адиабате 3-1 внешние силы сжимают газ, совершает работу A31 = 370 Дж. Количество теплоты, отданное газом за цикл холодильнику, равно |Qхол| = 3370 Дж. Количество вещества газа в ходе процесса не меняется. Найдите работу газа A21 на участке 1-2. (Решение)
69. Над одноатомным идеальным газом проводится циклический процесс, показанный на рисунке к зад. 65. На участке 1-2 газ совершает работу A21 = 1000 Дж. Участок 3-1 — адиабата. Количество теплоты, отданное газом за цикл холодильнику, равно |Qхол| = 3370 Дж Количество вещества газа в ходе процесса не меняется. Найдите работу |A31| внешних сил на адиабате. (Решение)
70. Один моль аргона, находящийся в цилиндре при температуре Т1 = 600 К и давлении Р1 = 4·10 5 Па, расширяется и одновременно охлаждается так, что его давление при расширении обратно пропорционально квадрату объёма. Конечное давление газа Р2 = 10 5 Па. Какую работу совершил газ при расширении, если он отдал холодильнику количество теплоты Q = 1247 Дж? (Решение)
71. Один моль аргона, находящийся в цилиндре при температуре Т1 = 600 К и давлении Р1 = 4·10 5 Па, расширяется и одновременно охлаждается так, что его давление при расширении обратно пропорционально квадрату объёма. Конечное давление газа Р2 = 10 5 Па. Какое количество теплоты газ отдал при расширении, если при этом он совершил работу А = 2493 Дж? (Решение)
72. Один моль аргона, находящийся в цилиндре при температуре Т1 = 600 К и давлении Р1 = 4·10 5 Па, расширяется и одновременно охлаждается так, что его давление при расширении обратно пропорционально квадрату объёма. Конечный объём газа вдвое больше начального. Какую работу совершил газ при расширении, если он отдал холодильнику Q = 1247 Дж теплоты? (Решение)
73. Один моль аргона, находящийся в цилиндре при температуре Т1 = 600 К и давлении Р1 = 4·10 5 Па, расширяется и одновременно охлаждается так, что его давление при расширении обратно пропорционально квадрату объёма. Конечный объём газа вдвое больше начального. Какое количество теплоты газ отдал при расширении, если при этом он совершил работу А = 2493 Дж? (Решение)
74. В цилиндре объёмом V = 10 л под поршнем находится воздух с относительной влажностью r = 60% при комнатной температуре Т = 293 К под давлением р = 1 атм. Воздух сжимают до объема V/2, поддерживая его температуру постоянной. Какая масса m воды сконденсируется к концу процесса сжатия? Давление насыщенного пара воды при данной температуре равно рн = 17,5 мм. рт. ст. (Решение)
75. В цилиндре объёмом V = 9 л под поршнем находится воздух с относительной влажностью r = 80% при комнатной температуре T = 293 К под давлением р = 1 атм. Воздух сжимают до объема V/3, поддерживая его температуру постоянной. Какая масса m воды сконденсируется к концу процесса сжатия? Давление насыщенного пара воды при данной температуре равно рн = 17,5 мм. рт. ст. (Решение)
76. В цилиндре под поршнем находится 1 моль гелия в объёме V1 под некоторым давлением p, причём среднеквадратичная скорость движения атомов гелия равна v1 = 500 м/с. Затем объём гелия увеличивают до V2 таким образом, что при этом среднеквадратичная скорость движения атомов гелия увеличивается в n = 2 раза, а отношение v 2 /V в процессе остаётся постоянным (v — среднеквадратичная скорость газа, V — занимаемый им объём). Какое количество теплоты Q было подведено к гелию в этом процессе? (Решение)
77. В цилиндре под поршнем находится 1 моль гелия в объёме V1 под некоторым давлением p, причём среднеквадратичная скорость движения атомов гелия равна v1 = 400 м/с. Затем объём гелия увеличивают до V2 = 4V1 таким образом, что при этом отношение v 2 /V в процессе остаётся постоянным (v — среднеквадратичная скорость газа, V — занимаемый им объём). Какое количество теплоты Q было подведено к гелию в этом процессе? (Решение)
78. Найдите суммарное количество теплоты ΔQ, полученное и отданное одним молем идеального одноатомного газа при его переводе из состояния 1 в состояние 2 при помощи процесса, который изображается на pV-диаграмме прямой линией (см. рис.). Известны следующие параметры начального и конечного состояний газа: V1 =10 л, V2 = 41,6 л, p1 = 4,15·10 5 Па , T 2 = 500 К. (Решение)
79. Цикл тепловой машины, рабочим веществом которой является один моль идеального одноатомного газа, состоит из изотермического расширения, изохорного охлаждения и адиабатического сжатия. В изохорном процессе температура газа понижается на ΔТ, а работа, совершённая газом в изотермическом процессе, равна А. Определите КПД тепловой машины. (Решение)
80. Цикл тепловой машины, рабочим веществом которой является ν молей идеального одноатомного газа, состоит из изотермического расширения, изохорного охлаждения и адиабатического сжатия. В изохорном процессе температура газа понижается на ΔТ, а КПД тепловой машины равен η. Определите работу, совершённую газом в изотермическом процессе. (Решение)
81. Цикл тепловой машины, рабочим веществом которой является ν молей идеального одноатомного газа, состоит из изотермического расширения, изохорного охлаждения и адиабатического сжатия. Работа, совершённая газом в изотермическом процессе, равна А, а КПД тепловой машины равен η. Определите модуль изменения температуры |ΔТ| в изохорном процессе. (Решение)
82. Цикл тепловой машины, рабочим веществом которой является ν молей идеального одноатомного газа, состоит из изотермического расширения, изохорного охлаждения и адиабатического сжатия. Работа, совершённая газом в изотермическом процессе, равна А, а КПД тепловой машины равен η. Максимальная температура в этом цикле равна Т0. Определите минимальную температуру Т в этом циклическом процессе. (Решение)
83. Во сколько раз n уменьшится потребление электроэнергии морозильником, поддерживающим внутри температуру t0 = –18 °С, если из комнаты, температура в которой равна t1 = +27 °С, вынести морозильник на балкон, где температура равна t2 = –3 °С? Скорость теплопередачи пропорциональна разности температур тела и среды. (Решение)
84. Во сколько раз n уменьшится потребление электроэнергии морозильником, поддерживающим внутри температуру t0 = –12 °С, если из комнаты, температура в которой равна t1 = +20 °С, вынести морозильник на балкон, где температура равна t2 = +4 °С? Скорость теплопередачи пропорциональна разности температур тела и среды. (Решение)
85. На диаграмме (см. рисунок) представлены изменения давления и объема идеального одноатомного газа. Какое количество теплоты было получено или отдано газом при переходе из состояния 1 в состояние 3? (Решение)
86. Вертикально, расположенный замкнутый цилиндрический сосуд высотой 50 см разделен подвижным поршнем весом 110 Н на две части, в каждой из которых содержится одинаковое количество идеального газа при температуре 361 К. (Решение)
87. В калориметре находился 1 кг льда. Чему равна первоначальная температура льда, если после добавления в калориметр 15 г воды, имеющей температуру , в калориметре установилось тепловое равновесие при ? Теплообменом с окружающей средой и теплоемкостью калориметра пренебречь. (Решение)
88. С 3. В калориметре находился лед при температуре t1 = -5°С. Какой была масса льда m1, если после добавления в калориметр m2 = 4 кг воды, имеющей температуру t2 = 20°С, и установления теплового равновесия температура содержимого калориметра оказалась равной t = 0°С причем в калориметре была только вода? (Решение)
89. В калориметре находился 1 кг льда. Какой была температура льда, если после добавления в калориметр 15 г воды, имеющей температуру 20°C, в калориметре установилось тепловое равновесие при -2°C? Теплообменом с окружающей средой и теплоемкостью калориметра пренебречь. (Решение)
90. Ha газовую плиту поставили сосуд, в котором находится 0,5 литра воды при температуре + 20°С. В верхней части сосуда имеется ёмкость с 1 кг льда при температуре 0°С (см рисунок). Пары воды могут выходить из сосуда, обтекая ёмкость со льдом. Что и при какой температуре окажется в верхней ёмкости к моменту, когда вся вода в сосуде испарится? Считать, что на нагревание ёмкости расходуется 50% теплоты, получаемой водой в сосуде. Испарением воды при температуре ниже + 100°С, а также теплоёмкостью стенок сосуда и ёмкости пренебречь. (Решение)
91. Теплоизолированный цилиндр разделён подвижным теплопроводным поршнем на две части. В одной части цилиндра находится гелий, а в другой – аргон. В начальный момент температура гелия равна 300 К, а аргона – 900 К; объёмы, занимаемые газами, одинаковы, а поршень находится в равновесии. Поршень медленно перемещается без трения. Теплоёмкость поршня и цилиндра пренебрежимо мала. Чему равно отношение внутренней энергии гелия после установления теплового равновесия к его энергии в начальный момент? (Решение)
92. В теплоизолированном цилиндре, разделённом на две части тонким невесомым теплопроводящим поршнем, находится идеальный одноатомный газ. В начальный момент времени поршень закреплён, а параметры состояния газа — давление, объём и температура — в одной части цилиндра равны p1 = 1 атм, = 1 л и Т1 = 300 К, а в другой, соответственно, р2 = 2 атм, V2 = 1 л и Т2 = 600 К. Поршень отпускают, и он начинает двигаться без трения. Какое давление газа установится в цилиндре спустя достаточно долгое время, когда будет достигнуто состояние равновесия? Теплоёмкостями цилиндра и поршня можно пренебречь. (Решение)
93. В теплоизолированном цилиндре, разделённом на две части тонким невесомым теплопроводящим поршнем, находится идеальный одноатомный газ. В начальный момент времени поршень закреплён, а параметры состояния газа — давление, объём и температура — в одной части цилиндра равны p1 = 2 атм, = 2 л и Т1 = 300 К, а в другой, соответственно, р2 = 4 атм, V2 = 3 л и Т2 = 450 К. Поршень отпускают, и он начинает двигаться без трения. Какое давление газа установит-ся в цилиндре спустя достаточно долгое время, когда будет достигнуто состояние равновесия? Теплоёмкостями цилиндра и поршня можно пренебречь. (Решение)
94. Изменение состояния постоянной массы однотомного идеального газа происходит по циклу, показанному на рисунке. Масса газа постоянна. За цикл от нагревателя газ получает количество теплоты Qн = 8 кДж. Чему равна работа газа за цикл? (Решение)
95. В сосуде лежит кусок льда. Температура льда t1 = 0 °С. Если сообщить ему количество теплоты Q, то весь лёд растает и образовавшаяся вода нагреется до температуры 20 °С. Какая доля льда k растает, если сообщить ему количество теплоты q =Q/2? Тепловыми потерями на нагрев сосуда пренебречь. (Решение)
96. В калориметре находится 1 кг льда при температуре — 5°С. Какую массу воды, имеющей температуру 20°С, нужно добавить в калориметр, чтобы температура его содержимого после установления теплового равновесия оказалась -2°С? Теплообменом с окружающей средой и теплоёмкостью калориметра пренебречь. (Решение)
97. В горизонтальном цилиндрическом сосуде, закрытом поршнем, находится одноатомный идеальный газ. Первоначальное давление газа р1 = 4·10 5 Па. Расстояние от дна сосуда до поршня L = 30 см. Площаль поперечного сечсния поршня S = 25 см 2 . В результате медленного нагревания газа поршень сдвинулся на расстояние х = 10 см. При движении поршня на него со стороны стенок сосуда действует сила трения величиной Fтр = 3·10 3 Н. Какое количество теплоты получил газ в этом процессе? Считать, что сосуд находится в вакууме. (Решение)
98. Один моль одноатомного идеального гата совершает процесс 1-2-3 (см. рисунок, где T0 = 100 K). На участке 2-3 к газу подводят 2,5 кДж теплоты. Найдите отношение работы совершаемой газом н ходе процесса, к количеству поглощенной гаюм теплоты Q123. (Решение)
99. Гелий в количестве ν = 0,15 моль находится при комнатной температуре в равновесии в вертикальном цилиндре под поршнем массой m = 3.3 кг и площадью S = 30 см 2 . Поршень способен свободно перемещаться. Трение между поршнем и стенками цилиндра отсутствует. Внешнее атмосферное давление р0= 10 5 Па. В результате медленного нагревания температура гелия поднялась на ΔТ = 8 К. На какое расстояние Δh передвинулся поршень? (Решение)
100.Одноаюмный идеальный газ неизменной массы совершает циклический процесс, показанный на рисунке. Газ отдает за цикл холодильнику количество теплоты |Qх| = 8 кДж. Чему равна работа газа за цикл? (Решение)
101. Один моль идеального одноатомного газа сначала нагрели, а затем охладили до первоначальной температуры 300 К, уменьшив давление в 3 раза (см. рисунок). Какое количество теплоты сообщено газу на участке 1 — 2? (Решение)
102. Изменение состояния постоянной массы одноатомного идеального газа происходит но циклу, показанному на рисунке. При переходе из состояния 1 в состояние 2 газ совершает работу А12 = 5 кДж. Какое количество теплоты газ получает за цикл от нагревателя? (Решение)
103. В стакан с водой, нагретой до температуры t1 = 50°С, положили металлический шарик, имеющий температуру t2 = 10 °С. После установления теплового равновесия температура воды стала t3 = 40 °С. Определите температуру воды t4 после того, как в стакан положили ещё один такой же шарик с температурой t2 (первый шарик остался в стакане). Теплообменом с окружающей средой пренебречь. (Решение)
104. В калориметре находятся при 0°С вода и лёд одинаковой массы M = 1 кг. В него добавили m = 1,5 кг воды при 30 °С? Сколько льда растает? Теплоемкостью калориметра пренебречь. (Решение)
105. В бутылке объемом 1 л находится гелий при нормальном атмосферном давлении. Горлышко бутылки плошадью 2 см 2 заткнуто короткой пробкой, имеющей массу 20 г. Если бутылка лежит горизонтально, то для того, чтобы медленно вытащить из её горлышка пробку, нужно приложить к пробке горизонтально направленную силу 1 Н. Бутылку поставили на стол вертикально горлышком вверх. Какое количество теплоты нужно сообщить гелию в бутылке для того, чтобы он выдавил пробку из горлышка? (Решение)
106. С разреженным азотом, который находится в сосуде с поршнем, провели два опыта. В первом опыте газу сообщник закрепив поршень, количество теплотыQ1= 742 Дж, в результате чего его температура изменилась на некоторую величину ΔТ. Во втором опыте, предоставив азоту возможность изобарно расширяться, сообщили ему количество теплоты Q2 = 1039Дж, в результате чего его температура изменилась также на ΔТ. Каким было изменение температуры ΔТ в опытах? Масса азота m= 1 кг. (Решение)
107. Один моль аргона, находящийся в цилиндре при температуре T1 = 600 K и давлении р1 = 4·10 5 Па. расширяется и одновременно охлаждается так, что его давление при расширении обратно пропорционально квадрату объёма. Конечный объём газа вдвое больше начального. Какое количество теплоты газ отдал при расширении, если при этом он совершил работу А = 2493Дж? (Решение)
108. В сосуде объёмом V = 0,02 м 3 с жёсткими стенками находится одноатомный газ при атмосферном давлении. В крышке сосуда имеется отверстие площадью S, заткнутое пробкой. Максимальная сила трения покоя F пробки о края отверстия равна 100 Н. Пробка выскакивает, если газу передать количество теплоты не менее 15 кДж. Определите значение S полагая газ идеальным. (Решение)
109. Один моль аргона, находящийся в цилиндре при температуре T1 = 600К и давлении p1 = 4·10 5 Па, расширяется и одновременно охлаждается так, что его температура при расширении обратно пропорциональна объёму. Конечное давление газа р2 = 10 5 Па. На какую величину изменилась внутренняя энергия аргона в результате расширения? (Решение)
110. Какую массу волы можно нагреть ло кипения при сжигании в костре 1,8 кг сухих дров, если в окружающую среду рассеивается 95% тепла от их сжигания? Начальная температура воды 10°С, удельная теплота сгорания сухих дров λ = 6,3·10 6 Дж/кг. (Решение)
111. Один моль одноатомного идеального газа переводят из состояния 1 в состояние 2 таким образом, что в холе процесса давление газа возрастает прямо пропорционально его объему. В результате плотность газа уменьшается в 2 раза. Газ в ходе процесса получает количество теплоты Q = 20 кДж. Какова темперзтура газа в состоянии 1? (Решение)
112. За какое время можно растопить в алюминиевой кастрюле массой 300 г 1,5 кг льда, имеющего начальную температуру -5 °С, на плитке мощностью 600 Вт с КПД 30 % ? (Решение)
114. Железный метеорит массой 80 кг при температуре 39 °С влетает со скоростью 1600 м/с в атмосферу. Считая, что на нагревание и плавление метеорита идет 80% его кинетической энергии, определите, какая масса метеорита расплавится. Температура плавления железа 1539 °С, удельная теплота плавления железа 270 кДж/кг. (Ответ: 19 кг)
115. Горизонтальный теплоизолированный сосуд разделен на две равные части закрепленной нетеплопроводящей перегородкой. В одной части сосуда находится 3 моль гелия при температуре 250 К и давлении 50 кПа, в другой — 2 моль неона при температуре 300 К и давлении 80 кПа. Перегородку убирают. Определите давление газов в сосуде после установления равновесия. (Ответ: 63 кПа)
116. В вертикальном цилиндрическом сосуде под поршнем массой m =10 кг и площадью се ния S = 20 см 2 находится идеальный одноатомный газ. Первоначально поршень наход на высоте H1 = 20 см, а после нагревания газа оказался на высоте H2 = 25 см. Какое коли ство теплоты сообщили газу в процессе нагревания? Атмосферное давление 10 5 Па. (Ответ: 37.5 Дж)
117. Два моль идеального одноатомного газа сначала охладили, уменьшив давление в 2 раза, а затем нагрели до первоначальной температуры 360 К (см. рис.). Какое количество теплоты получил газ на участке 2-3? (Ответ: 7.5 кДж)
118. В вертикальном теплоизолированном цилиндрическом сосуде под поршнем находится 0,5 моль гелия, нагретого до некоторой температуры. Поршень сначала удерживают, затем отпускают, и он начинает подниматься. Масса поршня 1 кг. Какую скорость приобретет поршень к моменту, когда поршень поднимется на 4 см, а гелий охладится на 20 К? Трением и теплообменом с поршнем пренебречь. (Ответ: 16 м/с)
119. В горизонтальном теплоизолированном цилиндрическом сосуде под поршнем находится 0,5 моль гелия, нагретого до некоторой температуры. Поршень сначала удерживают, затем отпускают, и он начинает двигаться. Масса поршня 1 кг. Какую скорость приобретет поршень к моменту, когда гелий охладится на 10 К? Трением и теплообменом с поршнем пренебречь. (Ответ: 11 м/с)
120. В вертикальном теплоизолированном цилиндрическом сосуде под поршнем находится 0,5 моль гелия. Поршень сначала удерживают, затем сообщают ему скорость 10 м/с, и он начинает опускаться. Масса поршня 1 кг. Насколько нагреется гелий к моменту остановки поршня, если при этом он опустился на 10 см? Трением и теплообменом с поршнем пренебречь. (Ответ: 8 К)
121. В горизонтальном теплоизолированном цилиндрическом сосуде под поршнем при комнатной температуре находится 0,5 моль гелия. Поршню сообщают скорость 8 м/с, направленную влево. Масса поршня 1 кг. Насколько изменится температура гелия к моменту остановки поршня? Трением и теплообменом с поршнем пренебречь. (Ответ: 5 К)
122. 2 моль идеального одноатомного газа сначала охладили, уменьшив объем в 2 раза, а затем нагрели до первоначальной температуры 360 К (см. рис.). Какое количество теплоты получил газ на участке 2-3? (Ответ: 4.5 кДж)
123. Четыре моль идеального одноатомного газа сначала нагрели, увеличив давление в 2 раза, затем охладили до первоначальной температуры 200 К (см. рис.). Какое количество теплоты отдал газ на участке 2-3? (Ответ: 16.6 кДж)
124. На рисунке показан циклический процесс, который совершает постоянное количество идеального одноатомного газа. Определите КПД этого цикла. (Ответ: 9.5 %)
125. На рисунке показан циклический процесс, который совершает постоянное количество идеального одноатомного газа. Определите КПД этого цикла. (Ответ: 8.7 %)
126. Одноатомный газ в количестве 1 моль совершает циклический процесс, состоящий из изобарного расширения, адиабатического расширения и изотермического сжатия. Максильная температура в цикле равна Т1 = 400 К, минимальная температура Т2 = 200 К. Работа в изотермическом процессе равна -2,88 кДж. Найти КПД этого цикла. (Ответ: 31 %)
127. Одноатомный идеальный газ совершает показанный на рисунке циклический процесс. На участке изотермического расширения газ совершает работу 443 Дж. Найти КПД теплового двигателя, работающего по такому циклу. (Ответ: 25 %)
128. Воздух с относительной влажностью 40% находится в объеме 1,2 м 3 при температуре 20 °С. Какое количество росы выпадет при уменьшении объема в 3 раза? Давление насыщенного пара при температуре 20 °С равно 2330 Па, температура не меняется. (Ответ: 1.45 г)
129. Горизонтальный теплоизолированный сосуд разделен на две равные части закрепленной нетеплопроводящей перегородкой. В одной части сосуда находится 3 моль гелия при температуре 250 К и давлении 50 кПа, в другой — 2 моль неона при температуре 300 К и давлении 80 кПа. Перегородку убирают. Определите парциальное давление гелия после установления равновесия. (Ответ: 27 кПа)
130. Горизонтальный теплоизолированный сосуд разделен на две равные части закрепленной нетеплопроводящей перегородкой. В одной части сосуда находится 3 моль гелия при темературе 250 К и давлении 50 кПа, в другой — 2 моль неона при температуре 300 К и давлении 80 кПа. Перегородку убирают. Определите парциальное давление неона после установления равновесия. (Ответ: 36 кПа)
Тест «МЕХАНИЧЕСКАЯ РАБОТА И МОЩНОСТЬ»
1. На тело не действует сила, а тело перемещается по инерции. В этом случае.
А. Совершается механическая работа.
Б. Механическая работа не совершается.
2. В каком из приведенных случаев совершается работа? 1. Автобус перевозит пассажиров. 2. Шайба скользит по льду. 3. Пешеход поднимается в гору.
А. 1,2, 3. Б. 1,2. В. 1,3.
Г. 2, 3. Д. 1. Е. 2. Ж. 3
3. На тело действует сила в первом случае в два раза меньшая, чем во втором. В обоих случаях тело переместилось на одно и то же расстояние. Сравните работу в этих случаях.
А. Работа не совершается в обоих случаях.
Б. В обоих случаях совершается одинаковая работа.
В. В первом случае работа больше в 2 раза.
Г. В первом случае работа меньше в 2 раза.
4. Чтобы вычислить мощность, надо.
А. Работу умножить на время, за которое совершена эта работа.
Б. Время, за которое совершена работа, разделить на эту работу.
В. Работу разделить на время, за которое совершена эта работа.
5. Под действием силы 20 Н тело прошло 5 м. Какая работа была совершена?
А. 20 Н. Б. 100 Дж. В. 0,25 Дж.
6. На высоту 4 м подняли тело массой 50 кг. Какая работа была совершена?
А. 2000 Дж. Б. 200 Дж. В. 12,5 Дж.
Г. 0,08 Дж. Д. 125 Дж.
7. Какую работу совершает двигатель мощностью 600 Вт за 30 с?
А. 0,05 Дж. Б. 20 Дж. В. 30 Дж.
Г. 600 Дж. Д. 18 000 Дж.
8. Какое время должен работать электродвигатель мощностью 0,25 кВт, чтобы совершить работу 1000 Дж?
А. 0,25 с. Б. 4 с. В. 250 с.
Г. 400 с. Д. 250 000 с.
9. Трактор при пахоте, имея силу тяги 6 кН, движется со скоростью 1,5 м/с. Какова мощность трактора?
А. 4 Вт. Б. 9 Вт. В. 0,25 Вт.
Г. 9000 Вт. Д. 4000 Вт.
1. Тело движется под действием некоторой силы. В этом случае.
А. Совершается механическая работа.
Б. Механическая работа не совершается.
2. В каком из приведенных случаев совершается работа? 1. Книга лежит на столе. 2. По гладкой горизонтальной поверхности стекла катится шарик. 3. Лифт поднимает пассажира.
А. 1, 2, 3. Б. 1. В. 2.
Г. 3. Д. 1, 2. Е. 2, 3. Ж. 1, 3.
3. На тело действует постоянная сила. Тело проходит расстояние в первом случае в 2 раза большее, чем во втором. Сравните работу в этих случаях.
А. В первом случае работа меньше в 2 раза.
Б. В первом случае работа больше в 2 раза.
В. В обоих случаях работа одинаковая.
Г. В обоих случаях работа не совершалась.
4. Единицей мощности в Международной системе является.
А. Ньютон. Б. Ватт. В. Секунда.
Г. Лошадиная сила. Д. Джоуль.
5. Под действием силы 25 Н тело прошло 8 м. Какая работа была совершена?
А. 8м. Б. 25 Н. В. 0,32 Дж.
Г. 3,125 Дж. Д. 200 Дж.
6. Молот массой 100 кг падает с высоты 5 м. Какая работа была совершена?
А. 500 Дж. Б. 20 Дж. В. 5000 Дж.
Г. 00,5 Дж. Д. 200 Дж.
7. Двигатель за 25 с совершает работу 1000 Дж. Какова его мощность?
А. 25 000 Вт. Б. 25 Вт. В. 1000 Вт.
Г. 40 Вт. Д. 0,025 Вт.
8. Какую работу совершает подъемник за 30 с, если его мощность 0,15 кВт?
А. 0,2 Дж. Б. 4,5 Дж. В. 50 Дж.
Г. 200 Дж. Д. 4500 Дж.
9. С какой скоростью движется велосипедист, прикладывая силу 200 Н и развивая мощность 0,8 кВт?
А. 4 м/с. Б. 0,25 м/с. В. 160 м/с.
Г. 0,004 м/с. Д. 160 000 м/с.
1. На тело действует сила, но тело не перемещается. В этом случае.
А. Механическая работа не совершается.
Б. Совершается механическая работа.
2. В каком из приведенных случаев совершается работа? 1. Яблоко падает на землю. 2. Паром перевозит груз через реку. 3. На цепях висит люстра.
Г. 3. Д. 1, 2. Е. 2, 3. Ж. 1, 3.
3. Под действием силы тело переместилось на некоторое расстояние. Затем силу увеличили в два раза, при этом расстояние уменьшилось в два раза. Сравните работу в обоих случаях.
А. В обоих случаях работа не совершалась.
Б. В обоих случаях работа одинаковая.
В. В первом случае работа в 4 раза больше.
Г. В первом случае работа в 4 раза меньше.
Д. Во втором случае работа в 2 раза больше.
Е. Во втором случае работа в 2 раза меньше.
4. Отношение работы ко времени, за которое она совершается, равно.
А. Силе. Б. Давлению. В. Мощности. Г. Скорости.
5. Под действием силы 80 Н тело прошло 20 м. Какая работа была совершена?
А. 20 м. Б. 4 Дж. В. 80 Н.
Г. 1600 Дж. Д. 0,25 Дж.
6. Ящик массой 40 кг подняли на высоту 10 м. Какая работа была совершена?
А. 0,25 Дж. Б. 4 Дж. В. 4000 Дж.
Г. 40 Дж. Д. 400 Дж.
7. Двигатель, мощность которого 80 Вт, совершил работу 1600 Дж. Сколько времени работал двигатель?
А. 0,05 с. Б. 20 с. В. 80 с.
Г. 1600 с. Д. 108 000 с.
8. Какую мощность развивает двигатель за 18 с, совершая работу 0,9 кДж?
А. 0,02 Вт. Б. 16,2 Вт. В. 0,05 Вт.
Г. 50 Вт. Д. 20 Вт.
9. Какова сила тяги мотоцикла, движущегося со скоростью 5 м/с, если мощность его мотора 2 кВт?
А. 10 000 Н. Б. 0,4 Н. В. 2,5 Н.
1. Тело перемещается по инерции. В этом случае.
А. Совершается механическая работа.
Б. Механическая работа не совершается.
2. В каком из приведенных случаев совершается работа? 1. Девочка держит в руках мяч. 2. Трактор тянет прицеп. 3. Ученик сидит за столом и решает задачу.
А. 1, 2, 3. Б. 1. В. 2.
Г. 3. Д. 1, 2. Е. 1, 3. Ж. 2, 3.
3. На тело действует сила в первом случае в два раза большая, чем во втором. В обоих случаях тело переместилось на одно и то же расстояние. Сравните работу в этих случаях.
А. Работа не совершается в обоих случаях.
Б. В первом случае работа меньше в 2 раза.
В. В обоих случаях совершается одинаковая работа.
Г. В первом случае работа больше в 2 раза.
4. Мощность характеризует.
А. Механизм, совершающий работу.
Б. Время, за которое совершается работа.
В. Деятельность человека.
Г. Скорость выполнения работы.
5. Под действием силы 50 Н тело прошло 8 м. Какая работа была совершена?
А. 400 Дж. Б. 50 Н. В. 0,16 Дж.
6. Мешок массой 20 кг падает с высоты 4 м. Какая работа была совершена?
А. 5 Дж. Б. 800 Дж. В. 0,2 Дж.
Г. 50 Дж. Д. 80 Дж.
7. Электромоторчик совершает работу 500 Дж за 25 с. Какова мощность электромоторчика?
А. 20 Вт. Б. 500 Вт. В. 25 Вт.
Г. 0,05 Вт. Д. 12 500 Вт.
8. Мощность катера 0,3 кВт. Какую работу он совершил за 60 с?
А. 200 Дж. б. 18 000 Дж. В. 5 Дж.
Г. 18 Дж. Д. 0,2 Дж.
9. С какой скоростью движется мотороллер, развивая мощность 1200 Вт, если его сила тяги 0,3 кН?
А. 4000 м/с. Б. 25 м/с. В. 4 м/с.
Г. 0,25 м/с. Д. 360 м/с.
1. Тело перемещается под действием силы. В этом случае.
А. Механическая работа не совершается.
Б. Совершается механическая работа.
2. В каком из приведенных случаев совершается работа? 1. Шарик катится по гладкому горизонтальному столу. 2. Автопогрузчик поднимает груз. 3. Локомотив тянет состав вагонов.
А. 1,2, 3. Б. 1,2. В. 1,3.
Г. 2, 3. Д. 1. Е. 2. Ж. 3.
3. На тело действует постоянная сила. Тело проходит в первом случае расстояние в два раза меньшее, чем во втором. Сравните работу в этих случаях.
А. В первом случае работа меньше в 2 раза.
Б. В обоих случаях совершается одинаковая работа.
В. В первом случае работа больше в 2 раза.
4. Мощность равна.
А. Отношению работы ко времени, за которое она была совершена.
Б. Отношению времени, за которое была совершена работа, к работе.
В. Произведению работы и времени, за которое она была совершена.
5. Под действием силы 100 Н тело прошло 20 м. Какая работа была совершена?
А. 100 Н. Б. 20 м. В. 2000 Дж.
6. Чемодан массой 25 кг подняли на высоту 5 м. Какая работа была совершена?
А. 5Дж. Б. 0,2 Дж. В. 50 Дж.
Г. 125 Дж. Д. 1250 Дж.
7. Какую работу совершает двигатель мощностью 1200 Вт за 3 с?
А. 1200 Дж. Б. 3600 Дж. В. 400 Дж.
Г. 30 Дж. Д. 0,025 Дж.
8. Какое время должен работать двигатель мощностью 250 Вт, чтобы совершить работу 2 кДж?
А. 0,125 с. Б. 500 с. В. 0,008 с.
9. Буксир, имея силу тяги 4 кН, движется со скоростью 2 м/с. Какова мощность буксира?
А. 2 Вт. Б. 8000 Вт. В. 0,5 Вт.
Г. 8 Вт. Д. 2000 Вт.
1. Тело не перемещается, но на него действует сила. В этом случае.
А. Механическая работа не совершается.
Б. Совершается механическая работа.
2. В каком из приведенных случаев совершается работа? 1. Мальчик несет портфель. 2. Музыкант играет на трубе. 3. На веревке висит белье.
Г. 3. Д. 1, 2. Е. 2, 3. Ж. 1, 3.
3. Под действием силы тело переместилось на некоторое расстояние. Затем силу уменьшили в 2 раза, при этом расстояние увеличилось в 2 раза. Сравните работу в этих случаях.
А. В первом случае работа в 4 раза меньше.
Б. В первом случае работа в 2 раза меньше.
В. В обоих случаях работа одинаковая.
Г. Во втором случае работа в 2 раза меньше.
Д. Во втором случае работа в 4 раза меньше.
4. В Международной системе за единицу мощности принята единица.
А. Джоуль. Б. Паскаль. В. Лошадиная сила.
Г. Ньютон. Д. Ватт.
5. Тело под действием силы 40 Н прошло 25 м. Какая работа была совершена?
А. 40 Н. Б. 1,6 Дж. В. 25м.
Г. 0,625 Дж. Д. 1000 Дж.
6. Груз массой 80 кг падает из вертолета с высоты 10 м. Какая работа была совершена?
А. 8 Дж. Б. 0,125 Дж. В. 80 Дж.
Г. 8000 Дж. Д. 0,0125 Дж.
7. За какое время двигатель мощностью 20 Вт совершает работу 800 Дж?
А. 0,025 с. Б. 16 000 с. В. 20 с.
8. Какова мощность двигателя, если за 90 с он совершил работу 1,8 кДж?
А. 20 Вт. Б. 162 Вт. В. 5 Вт.
Г. 0,02 Вт. Д. 162 000 Вт.
9. Какую силу тяги развивает лодочный мотор, двигаясь со скоростью 5 м/с, если его мощность 2 кВт?
А. 0,4 Н. Б. 10 Н. В. 400 Н.
За какое время двигатель мощностью 2 квт совершит работу в 360 кдж
Относится ли ружьё к тепловым двигателям? Да, так как при выстреле внутренняя энергия топлива превращается в механическую энергию.
ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
Задача № 1. Определите КПД двигателя автомобиля, которому для выполнения работы 110,4 МДж потребовалось 8 кг бензина.
Задача № 2. Определите КПД двигателя автомобиля, которому для выполнения работы 220,8 МДж потребовалось 16 кг бензина.
Задача № 3. Определите КПД двигателя автомобиля, которому для выполнения работы 27,6 МДж потребовалось 2 кг бензина.
Задача № 4. На теплоходе установлен дизельный двигатель мощностью 80 кВт с КПД 30%. На сколько километров пути ему хватит 1 т дизельного топлива при скорости движения 20 км/ч? Удельная теплота сгорания дизельного топлива 43 МДж/кг.
Задача № 5. Патрон травматического пистолета «Оса» 18 x 45 мм, содержит резиновую пулю массой 8,4 г. Определите КПД патрона, если пуля при выстреле приобрела скорость 140 м/с. Масса порохового заряда патрона составляет 0,18 г, удельная теплота сгорания пороха 3,8 • 10 6 Дж/кг.
Задача № 6. Первый гусеничный трактор конструкции А. Ф. Блинова, 1888 г., имел два паровых двигателя. За 1 ч он расходовал 5 кг топлива, у которого удельная теплота сгорания равна 30 • 10 6 Дж/кг. Вычислите КПД трактора, если мощность двигателя его была равна около 1,5 кВт.
Задача № 7. Двигатель внутреннего сгорания совершил полезную работу, равную 2,3 • 10 4 кДж, и при этом израсходовал бензин массой 2 кг. Вычислите КПД этого двигателя.
Задача № 8. За 3 ч пробега автомобиль, КПД которого равен 25%, израсходовал 24 кг бензина. Какую среднюю мощность развивал двигатель автомобиля при этом пробеге?
Задача № 9. Двигатель внутреннего сгорания мощностью 36 кВт за 1 ч работы израсходовал 14 кг бензина. Определите КПД двигателя.
Задача № 10. ОГЭ Идеальная тепловая машина, работающая по циклу Карно, 80 % теплоты, полученной от нагревания, передаёт охладителю. Количество теплоты, получаемое рабочим телом за один цикл от нагревателя, Q1 = 6,3 Дж. Найти КПД цикла ɳ и работу А, совершаемую за один цикл.
Задача № 11. ЕГЭ Тепловая машина, работающая по циклу Карно, совершает за один цикл работу А = 2,94 кДж и отдаёт за один цикл охладителю количество теплоты Q2 = 13,4 кДж. Найти КПД цикла ɳ.
Задача № 12. Снегоуборочная машина мощностью 40 кВт за 1 час работы расходует примерно 5 л бензина. Каков КПД снегоуборочной машины? Удельная теплота сгорания бензина 46 МДж/кг, плотность бензина — 710 кг/м 3 .
Краткая теория для решения Задачи на КПД тепловых двигателей.
Это конспект по теме «ЗАДАЧИ на КПД тепловых двигателей». Выберите дальнейшие действия:
- Перейти к теме: ЗАДАЧИ на Закон Ома.
- Посмотреть конспект «Тепловые машины. ДВС. Удельная теплота сгорания».
- Вернуться к списку конспектов по Физике.
- Проверить свои знания по Физике.