5. Для охлаждения воды на ?T1 = 16?С - 4?С =12?С от нее было отведено количество
тепла, равное Q1 = сm?T1. Будем считать, что морозильник работает непрерывно и
скорость отвода тепла в нем постоянна. По условиям задачи известно время охлаждения
воды, поэтому можно рассчитать скорость теплоотвода: q = Q1/ t1= сm?T1/ t1.
Тогда время t2, необходимое для дальнейшего охлаждения воды от 4?С до 0?С, т. е. на
?T2 = 4?С, будет равно t2 = Q2/q = сm?T2t1 / сm?T1 = t1?T2/ ?T1. Подставив численные
значения, получим t2 = 5 мин, а время t3 необходимое для превращения в лед всей воды,
находящейся при 0?С, составит t3 = Q3/q = m? t1/ сm?T1 = ? t1/ с?T1. После подстановки численных значений t3 =100мин. Таким образом, время необходимое для приготовления льда, от момента постановки воды в морозильник до ее полного замерзания составит t = t1 + t2 + t3 = 120 мин = 2 ч.
Ответ: Вода не успеет замерзнуть к Новому году, а замерзнет 1 января в 1час 00 мин.
6. Зеркало играет роль «окна», через которое наблюдатель смотрит на изображения предметов в «Зазеркалье». На рисунке А1В 1 — изображение в зеркале экрана телевизора; вертикальной штриховкой отмечена область, откуда можно видеть в зеркале отражение точки А; горизонтальной штриховкой - соответствующая область для точки В. Из области, отмеченной двойной штриховкой, можно видеть отражения точек А и В, а, значит, и всего экрана телевизора.
8. Обозначим силу в средней пружинке F1 и перемещение точки ее крепления к стержню соответственно x1.
Сила в левой пружине F2, перемещение x2
Силы в правых пружинках F3 и F4, и перемещение x3
Считаем, что F1 направлена в сторону перемещения точки А, а остальные силы - в противоположную сторону.
Сумма сил равна 0, значит
F1 = F2+F3+F4
Сумма моментов относительно правого края
F1*0.5 - F2*1 = 0 => F1 = 2*F2
Перемещение 3й и 4й пружин одинаково, значит
F3 = F4
подставляя последние 2 уравнения в первое, получим
F2 = 2*F3
Стержень жесткий, поэтому
x1 = (x2+x3)/2
F1 = k*(1-x1)
F2 = k*x2
F3 = k*x3
Подставляем в уравнения для сил
k*(1-x1) = 2*k*x2
k*x2 = 2*k*x3
Решаем получившуюся систему
x1 = (x2+x3)/2
1-x1 = 2*x2
x2 = 2*x3
получаем
x1=3/11 см; x2=4/11 см; x3=2/11 см
F1 = k*(1-x1) = 110*(1 - 3/11) = 80 Н
F2 = k*x2 = 110*4/11 = 40 Н
F3 = F4 = k*x3 = 110*2/11 = 20 Н
9 . 
Пусть в точке 1 внутренная энергия газа составляет U1.
На участке 1–2 внутренняя энергия газа не изменяется (изотермический процесс) , т. е. U2 = U1. Однако газ получил Q12 = 1620 Дж тепла, значит совершённая газом работа составит ту же самую энергию A12 = Q12 = 1620 Дж.
На втором участке работа газа равна нулю (A23 = 0, т. к. V = const), а потеря тепла
Q23 = -1000 Дж. Следовательно, внутренняя энергия наза уменьшилась на 1000 Дж: U3 = U1 – Q23.
На третьем участке Q34=0 (адиабатный процесс) , однако в конце участка процесс возвращается в точку 1, т. е. U4 = U1. Чтобы это произошло, над газом необходимо совершить работу сжатия A34 = Q23 = 1000 Дж.
Итак, энергия, переданная газу за цикл:
E1 = Q12+A34 = 2620 Дж
Совершённая полезная работа:
E2 = A12 = 1620 Дж
Итого КПД: E2/E1= 1620/2620 = 0.62 = 62%
10.
|
