Zbiór Zadań z Fizyki ZS Nr 1 w Pyrzycach Z1f Akustyka Zad.1 Moc akustyczna gwizdka wynosi 3,14 * 10 do -6 (W). Zakładając ze próg słyszalności to I0( i zero) oblicz dla jakiej odległości przestajemy słyszeć sygnał gwizdka. Rozwiązanie: I=P/S ; gdzie S to powierzchnia sfery ; więc: I0=P/4*Pi*R^2 R^2=P/4*Pi*I0 R=1/2*sqrt(P/Pi*I0) R=1000m Zad.2 Średnie natężenie dźwięku w odległości 3 metrów od głośnika wynosi 10 do -6 (W/metr do kwadratu), oblicz średnie natężenie dźwięku w odległości 10 metrów od głośnika Rozwiązanie: Przyjmijmy oznaczenia: P - moc źródła (tu niepotrzebna) I1 - natężenie dźwięku w odległości 3m = 10^6 W/m^2 R1 - Odległość źródła do miejsca zmierzonego natężenia dźwięku = 3m I2 - natężenie dźwięku w odległości 10m ( do obliczenia) R2 - odległość dla której mamy obliczyć natężenie dźwięku = 10m I1=P/4*Pi*R1^2 ===> P=4*Pi*R1^2*I1 I2=P/4*Pi*R2^2 I2=4*Pi*R1^2*I1/4*Pi*R2^2 I2=R1^2*I1/R2^2 I2=9*10^(-8)W/m^2 Zad.3 W studni echo słyszalne jest po czasie t=0,5 s. Jaka jest głębokość studni, jeśli v dźwięku w powietrzu wynosi v-340m/s. Zad.4 Co się dzieje z energią i natężeniem a)fali kulistej b)fali kołowej Zad.5 Z jaką prędkością v musi oddalać się samochód od obserwatora, aby słyszał on dźwięk o dwa razy niższej częstotliwości? v w powietrzu wynosi u. NOTATKI: Prąd elektryczny Zad1. Do budowy grzejnika elektrycznego użyto 0,5kg przewodnika z nikieliny o przekroju 0,5 mm kwadratowych. Jakie będzie natężenie prądu który przepłynie przez grzejnik podłączony do źródła o napięciu 220V? Zad.2 Napięcie między końcami opornika o oporze 24Ω wynosi 12V. Jaka jest moc prądu płynącego przez ten opornik? Dane: Szukane: U= 12V P= U*I R= 24Ω I=12/24=0,5 P=12*0,5=6 Zad.3 Na kuchence elektrycznej o mocy 600W ogrzano 1litr wody od temperatury początkowej 14°C do 100°C . Jaką energię pobrała kuchenka, oblicz ile czasu to trwało. Rozwiązanie: Dane: P= 600W Cw=4,2* 1000 M=1l 14°C= 287K 100°C= 273K Q= Cw*m*delta T Q1=4,2*1000*1*86 Q2= 361200J =361,2KJ n= 75% n= 361,2*0,75= 494,93KJ t= 494933,33/600 t=825s=13min 45 sekund zad.4 Żarówka o mocy 100W łączona jest do sieci o napięciu 200V. Oblicz natężenie prądu płynącego przez żarówkę zad.5 Przez grzejnik elektryczny będący pod napięciem 230V przepływa prąd o natężeniu 9A. Jaka ilość ciepła wydzieli się w grzejniku w czasie 10 godzin? Ciepło wyraź w Dżulach. W=O*I*t U=230V I=9A T=10h=600min=36000s W=230*9*36000 W=7452000J Zad.6.Oblicz jaką prace wykona prąd elektryczny zasilając silnik 200W w czasie t= 4godz. Rozwiązanie: Dane: P = 200 W t = 4 h = 14400 s P=W/t W = P × t = 200 W × 14400 s = 2880000 J Zad.7 Dwie żarówki o oporach R₁=62 Omy, R₂=36 Omów. Połączono równolegle i doprowadzono do nich napięcie U=230V. Oblicz opór wypadkowy żarówek oraz natężenie prądu w całym obwodzie. Co możesz powiedzieć o natężeniu prądu w poszczególnych żarówkach. Rozwiązanie: Dane: R₁ = 62 Ω R₂ = 36 Ω U = 230 V 1/Rz = 1/R₁ + 1/R₂ 1/Rz = 1/62 Ω + 1/36 Ω 1/Rz = 1/62 Ω + 1/36 Ω 1/Rz = 36/2232Ω + 62/2232Ω 1/Rz = 98 / 2232Ω Rz = 2232Ω / 98 = 22,7 Ω Natężenie na obwodzie głównym I = U/R = 230 V / 22,7 Ω = 10,1 A natężenie na pierwszej żarówce: I₁ = U/R₁ = 230V / 62 Ω = 3,7 A natężenie na drugiej żarówce: I₂ = U / R₂ = 230V / 36 Ω = 6,4 A Suma tych natężeń ma być równa natężeniu na obwodzie głównym: 3,7 A + 6,4 A = 10,1 A Zad.8 Drut o oporze 8Ω rozciągnięto do długości dwukrotnie większej niż początkowa. Ile wyniesie opór rozciągniętego drutu, jeżeli podczas rozciągania nie zmieniają się ani opór właściwy ani gęstość materiału? Zad.9 W układzie przedstawionym na rysunku galwanometr G nie wskazuje przepływu prądu. Ile wynosi opór R4, jeżeli R1=1Ω, R2=4Ω i R3=3Ω? Zad.10. Ile wynosi moc wydzielana na oporniku R3? Przyjąć: U=120V, I=3A, R1=20Ω, R2=60Ω. NOTATKI: Magnetyzm Zad.1 Elektron przyspieszony różnicą potencjałów 500 V wleciał w jednorodne pole magnetyczne o indukcji 0.3 T, prostopadle do linii tego pola i zaczął krążyć po okręgu. Oblicz okres obiegu elektronu i promień okręgu po którym krąży elektron. Zad.2 Jednorodne pole magnetyczne ma indukcję magnetyczną o wartości B=0,2T. W polu jego działania znajduje się przewodnik o długości l=0,2m. Oblicz natężenie prądu płynącego przez ten przewodnik, jeżeli wiadomo, że po włożeniu go prostopadle do linii tego pola ciężar przewodnika Fg=0,4 N zrównoważył siłę, jaką pole magnetyczne działa na ten przewodnik. Rozwiązanie: Dane: Fg= 0,4N Szukane: I= ? B= 0,3T L= 0,2m F=Fg F=B I *l Fg= B I *l I=Fg/B*l I= 0,4N/ 0,2T* 0,2m I=0,4/0,04 I=10A Zad. 3 Czy uda się rozdzielić bieguny magnetyczne N i S magnesa sztabkowego rozcinając go w połowie długości ,odpowiedz uzasadnij . Rozwiązanie: Bez względu na to czy rozcinamy magnes wzdłuż osi podłużnej czy poprzecznej to zawsze otrzymamy dwa magnesy. Nie rozdzielimy magnesu na dwa bieguny. Końce w miejscu rozcięcia staja sie biegunami magnetycznymi Zad.4 Dlaczego magnes przyciąga swoim biegunem magnetycznym nie namagnesowane uprzednio kawałki żelaza, a nie przyciąga kawałków miedzi lub aluminium. Rozwiązanie: Aluminium i miedź nie są metalami magnetycznymi. Zad. 5 Po przecięciu magnesu sztabkowego na dwie częśći wzdłuż jego podłużnej osi otrzymamy : A. Dwa magnesy- każdy o dwóch biegunach B. Dwa rozdzielone bieguny magnetyczne C. Dwa rozdzielone bieguny magnetyczne , pod warunkiem że części bedzą różne D. Kawałki rozmagnesowanej stali Rozwiązanie: Odp.A NOTATKI: Fizyka kwantowa Zad.1 Oszacuj, opierając się na zasadzie nieoznaczoności heisenberga, niepewność co do prędkości elektronu w atomie wodoru, przyjmując, że rozmiar atomu równy jest podwojonemu promieniowi pierwszej orbity Bohra równej r1=0,53A. Porównaj otrzymaną wielkość z prędkością elektronu na pierwszej orbicie bohra rozważanego atomu. Rozwiązanie: dane: Δx=2*r₁, r₁=0,53A'=0,53*10⁻¹⁰m, v₁=2185km/s szukane Δv -------------------Z relacji Heisenberga mamy: Δp*Δx ≥ h/4π........ale Δp = Δ[mv] = mΔv............oraz Δx = 2r₁ mΔv*2r₁ ≥ h/4π Δv ≥ h/[8πmr₁] = 6,63*10⁻³⁴Js/[8π*9,11*10⁻³¹kg*0,53*10⁻¹⁰m] = 546*10³m/s Δv ≥ 546km/s Szukana niepewność prędkości elektronu wynosi minimum 546km/s. Δv/v₁ = 546/2185 = 0,25 = 25% Obliczona niepewność stanowi 25% prędkości elektronu na I orbicie. Zad.2 Fotony o długości fali większej niż 300 nm nie mogą wywołać zjawiska fotoelektrycznego na powierzchni pewnego metalu. Oblicz wartość pracy wyjścia elektronu z tego metalu. Odp. 6.62 . 10-19 J Zad.3 Praca wyjścia elektronu z metalu wynosi 4 . 10-19 J. Oblicz progową długość fali fotonu wywołującego zjawisko fotoelektryczne w tym metalu. Odp. 4.96 . 10-7 m. NOTATKI: Dynamika Zad.1 Na ciało o masie m = 5 kg działają dwie siły wzajemnie prostopadłe F1 = 300 N i F2 = 400 N. Oblicz przyspieszenie tego ciała. Zad.2 Na ciało o masie m = 15 kg działają trzy wzajemnie prostopadłe siły F1 = 300 N, F2 = 400 N i F3 = 500 N. Oblicz przyspieszenie tego ciała. Zad.3 Na ciało o masie m = 5 kg działają dwie siły F1 = 300 N i F2 = 400 N. Kąt między siłami ma wartość 30o. Oblicz przyspieszenie tego ciała. Zad.4 Pod wpływem pionowo przyłożonej do ciała siły F = 150 N uzyskało ono przyspieszenie w górę równe a = 5 m/s2. Oblicz masę tego ciała. Zad.5 Z działa wystrzelono pocisk o masie m = 10 kg. Przez lufę przelatywał on w czasie t = 0,005 s i uzyskał prędkość 600 m/s. Oblicz średnią wartość siły działającej na działo (siłę odrzutu działa). Zad.6 Samochód o masie m = 1000 kg jechał z prędkością v = 72 km/h. Gdy zabrakło mu paliwa przejechał jeszcze 400 m nim się zatrzymał. Oblicz siły oporu ruchu (siłę hamującą) i czas od awarii do chwili zatrzymania. Zad.7 Na metalowym drucie zawieszony jest ciężar 4000 N. Wytrzymałość tego drutu wynosi 5000 N. Z jakim największym przyspieszeniem można podnosić ten ciężar za pomocą tego drutu aby się nie zerwał? Zad.8 Nić z zawieszoną na niej metalową kulą (wahadło) zawieszono na jadącym poziomo wózku. O jaki kąt od pionu odchyli się nić, jeżeli wózek zacznie jechać z przyspieszeniem 4 m/s2? Zad.9 Klocek zsuwa się bez tarcia z równi pochyłej o długości 10 m i kącie nachylenia 300. Oblicz : a) wartość przyspieszenia klocka b) wartość prędkości klocka na końcu równi. c) jak długo trwał ruch klocka na równi? Zad.10 Klocek zsuwa się z równi pochyłej o długości 10 m i kącie nachylenia 450. Wartość siły tarcia stanowi 10% ciężaru klocka. Oblicz wartość prędkości klocka na końcu równi. Jak długo trwał ruch klocka na równi? Rozwiązania: Zad.1 Dane: m =5 kg F1 = 300 N F2 = 400 N a F m Szukane: a? F F 2 1 2 2 [a] m N kg m s2 m kg s2 kg 3002 4002 m 500 m m a 100 2 2 2 5 5 s s s Odp.: Ciało to uzyskuje przyspieszenie o wartości 100 Zad.5 Dane: m = 10 kg Δt = 0,005 s Δv = 600 m/s Szukane: F ? m m [ F ] kg s kg 2 N s s v F ma m t F 10 m s2 600 6000 N N 1200000N 1,2 MN 0,005 0,005 Odp.: Średnia wartość siły działającej na pocisk (równa sile odrzutu działa) wynosi 1,2 MN. Zad.6 Dane: m = 1000 kg s = 400 m v 72 Szukane: km m 20 h s Zacznę od obliczenia czasu hamowania: a stąd F ? Δt = ? s v śr t t 2s v v t 2 [ t ] m s m s 2 400 s 40s 20 v F ma m t m m [ F ] kg s kg 2 N s s t F 1000 20 N 500N 40 Odp.: Średnia wartość siły działającej na samochód (opory ruchu) wynosiła 500 N. Samochód zatrzymał się po 40 s. NOTATKI: Ruch drgający, fale mechaniczne Zad.1 Oblicz długość wahadła sekundowego wykonującego drgania z okresem T = 1 s. Zad.2 Współczynnik k sprężyny wynosi 1 N/cm. Na sprężynie zawieszono kulkę o masie 0,2 kg. Jaka jest częstotliwość drgań tej kulki? Zad.3 Ciężarek o masie m = 200 g zawieszony swobodnie na sprężynie wydłuża ją o x1= 10 cm. Jaką maksymalną prędkość uzyska ten ciężarek odciągnięty o x = 5 cm od położenia równowagi i puszczony swobodnie? Zad.4 Ciężarek zawieszony na sprężynie ma okres drgań T = 0,6 s. Jaką maksymalną prędkość uzyska ten ciężarek odciągnięty o x = 5 cm od położenia równowagi i puszczony swobodnie? Zad.5 Sześcian o masie 20g , zaczepiony do poziomo leżącej sprężyny, wykonuje drgania, ślizgając się bez tarcia po poziomej powierzchni. Amplituda drgań wynosi 10cm , a maksymalne przyspieszenie równe g . a) Napisz równania siły sprężystości sprężyny i siły wynikającej z drugiej zasady dynamiki. b) Oblicz współczynnik sprężystości sprężyny. Zad.6 Odległość między grzbietami fal na morzu wynosi 15 metrów. Z jaką prędkością rozchodzą się fale jeżeli uderzają o brzeg 12 razy na minutę? Zad.7Chłopiec, stojąc w pewnej odległości od ściany lasu, krzyknął głośno. Po upływie 2 sekund echo powtórzyło krzyk chłopca. W jakiej odległości od chłopca znajdował się brzeg lasu? Człowiek wykonuje 20 oddechów w czasie 1 minuty. Ile wynosi częstotliwość oddychania? Zakres częstotliwości słyszalnych dźwięków przez ludzi wynosi od 20 Hz do 20 kHz. Jaki jest zakres długości fal głosowych w powietrzu, jeżeli ich prędkość w powietrzu wynosi ok. 340 m/s? Zad.8 Oblicz długość fali dźwiękowej o częstotliwości 80 Hz, jeżeli jej prędkość w powietrzu ma wartość 340 m/s. Rozwiązania: Zad.1 gdzie L to długość wahadła, z kolei g - przyspieszenie ziemskie równe 9,81 m/s2. Wartość okresu T podana jest w treści zadania, zatem po podniesieniu do kwadratu i przekształceniu powyższego wyrażenia względem L dostaniemy: skąd po wstawieniu wartości liczbowych otrzymamy długość wahadła sekundowego równą: L=0,25m Zad.6 długość fali= 15m v=3m/s Zad. 7 20 Hz to 20 okresów na sekundę więc jeden okres trwa przez 1/20 sekundy T=1/f = 1/20 [1/Hz = 1/1/s = s] Droga jaką przebędzie w tym czasie fala: S = V*T = 340*1/20 = 17 [m/s*s = m] dla 20KHz: T = 1/20000 [s] S= V*T = 3400*1/20000 = 0,017 [m] Człowiek słyszy dźwięki o długościach fali w zakresie od 0,017 do 17 metrów 20 oddechów na minutę to 20/60 oddechów na sekundę więc f = 20/60 = 1/3 = 0,(3) [Hz] Dźwięk pokonał drogę S=t*V była to droga do ściany lasu i z powrotem. więc odległość od lasu jest o połowę mniejsza. S = 1/2 *t*V S = 1/2 * 2*340 = 340 m Zad.8 długość fali=? V= 340m/s f=80 Hz NOTATKI: Elektromagnetyzm Zad.1 Transformator ma uzwojenie pierwotne o 1000 zwojach. Ile zwojów powinno mieć uzwojenie wtórne jeśli transformator zasilany napięciem 200 V prądu zmiennego ma zasilać żarówkę o napięciu znamionowym 10 V? a. 100 b. 50 c. 5 d. 20 Zad.2 Przekładnia transformatora wynosi n=10. Oblicz napięcie i natężenie w uzwojeniu wtórnym jeżeli w uzwojeniu pierwotnym wydziela się moc P=6W, a prąd płynie pod wpływem napięcia U1=12V. Zad.3 Na prostoliniowy przewodnik o długości 40cm umieszczony w polu magnetycznym prostopadle do linii pola działa siła o wartości 12N,gdy w tym przewodniku płynie prąd o natężeniu 15A.Wyznacz wartość indukcji magnetycznej pola. Zad.4 Ile razy wzrośnie wartość siły elektrodynamicznej działającej na przewodnik z prądem, jeśli natężenie prądu w przewodniku wzrośnie 5-krotnie, a wartość wektora indukcji magnetycznej wzrośnie 4-krotnie. Zakładamy, że długość przewodnika i kierunek pola magnetycznego względem przewodnika nie ulegają zmianie. (20) Zad.5 Przewodnik elektryczny długości l = 1 m umieszczono w jednorodnym polu magnetycznym prostopadle do linii pola magnetycznego. Jaka jest wartość indukcji magnetycznej tego pola, jeżeli na przewodnik działa siła F = 4 N, gdy płynie przez niego prąd o natężeniu I = 250 mA? (16T) Yad.6 Wartość indukcji jednorodnego pola magnetycznego wynosi B = 2 T. W polu tym porusza się przewodnik o długości l = 0,4 m z prędkością o wartości v = 50 m/s. Wektor prędkości i wektor indukcji pola magnetycznego B są do siebie prostopadłe, a wektor prędkości jest prostopadły do przewodnika. Oblicz SEM powstałą na końcach przewodnika.(40V) Rozwiązanie: Zad.1 - ilość zwoji uzwojenia pierwotnego - ilość zwoji uzwojenia wtórnego - napięcie na uzwojeniu pierwotnym - napięcie na uzwojeniu wtórnym zwoji Odpowiedź: b Zad.2 P₁ - moc strony pierwotnej = 6W U₁ - napięcie strony pierwotnej = 12 V I₁ - prąd strony pierwotnej = P₁/U₁ = 6W/12V = 1/2A = 0,5A n - przekładnia = 10 I₁/I₂ = 10 I₂ - prąd strony wtórnej = I₁/10 = 0,5A/10 = 0,05A U₂/U₁ = 10 U₂ - napięcie strony wtórnej = 10U₁ = 10*12V = 120V Zad.3 Dane: Szukane: l = 40 cm = 0,4 m B= ? F = 12 N I = 15 A sin(B,l) = 90⁰ (przewodnik umieszczony w polu magnetycznym prostopadle do linii pola) wzór na siłę elektrodynamiczna F = B * I * l * sin(B,l) B = F/ I * l * sin(B,l) B = 12 / 15 * 0,4 * 1 B = 12 / 6 B=2T NOTATKI: Optyka geometryczna Zad.1 Przedmiot świecący umieszczony jest przed soczewką skupiającą na jej głównej osi optycznej. Otrzymany obraz jest rzeczywisty i pomniejszony 3 razy, p=1/3 W jakiej odległości od soczewki umieszczono przedmiot o wysokości 3 cm, jeśli ogniskowa soczewki jest równa 10 cm? Zad.2 Niech przedmiot znajduje się w odległości x=4cm od cienkiej soczewki. Obraz rzeczywisty tego przedmiotu powstaje w odległości y=6cm od tej soczewki. Obliczyć ogniskową f soczewki. Zad.3 W odległości 6 cm od zwierciadła kulistego wklęsłego o promieniu krzywizny 8 cm ustawiono świecący przedmiot. Oblicz, w jakiej odległości od zwierciadła powstanie obraz. Ile wynosi powiększenie obrazu? Zad.4 Przed zwierciadłem wklęsłym o ogniskowej 10 cm umieszczony jest przedmiot o wysokości 5 cm. Odległość przedmiotu od zwierciadła wynosi 15 cm. Oblicz wysokość otrzymanego obrazu i jego odległość od zwierciadła. Zad.5 W jakiej odległości od sferycznego zwierciadła wklęsłego o ogniskowej 40 cm należy umieścić przedmiot, aby uzyskać obraz pozorny o powiększeniu p =2? Zad.6 Ogniskowa zwierciadła wklęsłego wynosi 15 cm. Przed zwierciadłem umieszczono ekran, a między nim a zwierciadłem żarówkę. Jaka musi być odległość żarówki od ekranu, aby na nim otrzymać obraz powiększony trzykrotnie? Zad.7 Wysokość przedmiotu wynosi 0,03 m. Przedmiot ten znajduje się w odległości 0,2 m od zwierciadła kulistego wklęsłego, którego promień krzywizny wynosi 0,08 m. W jakiej odległości powstanie obraz i jaka będzie jego wysokość? Zad.8 Znajdź promień krzywizny zwierciadła kulistego wklęsłego, jeżeli dla przedmiotu znajdującego się w odległości 15 cm od zwierciadła otrzymujemy obraz rzeczywisty dwukrotnie powiększony. Zad.9 Zwierciadło kuliste wklęsłe ma ogniskową równą 5 cm. Gdzie należy umieścić przedmiot aby otrzymać obraz powiększony 2 razy? Należy umieścić przedmiot w odległości 7,5 cm od zwierciadła Zad.10 Zwierciadło wypukłe ma promień krzywizny 60 cm, gdzie należy umieścić przedmiot aby uzyskać obraz pozorny w odległości 10 cm od zwierciadła. Rozwiązania : Zad. 1 Zad. 2 Zad. 9 f=5cm p=2 p=y/x→2=y/x→y=2x równanie zwierciadła: 1/x+1/y=1/f 1/x +1/2x=1/5 2/2x+1/2x=1/5 3/2x=1/5 2x=15 x=7,5cm Zad. 10 R = 60 cm y = 10 cm wstawiamy dane NOTATKI: RUCH PO OKRĘGU Zad. 1 Oblicz czas trwania jednego obiegu satelity poruszającego się z pierwszą prędkością kosmiczną wokół Ziemi. Zad. 2 Do kuli o jakim promieniu R musiałoby zostać ściśnięte Słońce, aby stało się ono czarną dziurą? Jaka byłaby wówczas jego średnia gęstość? Masa Słońca wynosi 2*1030kg. Zad. 3 Ciężar człowieka na powierzchni Ziemi wynosi P=600N. Oblicz ciężar tego człowieka na planecie o dwukrotnie większej masie i promieniu równym promieniowi Ziemi. Rozwiązania: Zad. 1 Dane: G=6,67 * 10-11 M= 5,974 kg*1024 R=6378140m 𝐺∗𝑀 1/2 ) 𝑅 V=( 𝑘𝑚 𝑠 V= ((6,67 * 10-11*5,974 kg*1024)/6378140)1/2=7,9 2∗∏∗𝑅 =ok. 𝑉 5073s=ok. 84 min 18.3 Dane: P1= 600N M1 = 2M2 R1 = R2 P2= ? P1= G × M1 × m / R2² P2= G × M2 × m/ R2² P2= G × 2M1 × m / R1² = 2 × (G × M1 × m/ R1²) P2= 2 × P1 P2= 2 × 600 N = 1200N NOTATKI: TERMODYNAMIKA Zad. 1 Ile energii należy dostarczyć do 1 kilograma lodu o temperaturze -10°C, aby zamienić go w parę wodną o temperaturze 120°C? Zad. 2 Oblicz, ile energii pobiera ciekły azot o temperaturze -200°C, aby zamienić się w gaz o temperaturze pokojowej (20°C). Mamy 1kg azotu. Zad. 3 Podczas procesu układ wykonał pracę 450J, na skutek czego energia wewnętrzna zmniejszyła się o 300J. Co stało się z ciepłem i jaka była jego wartość? Zad. 4 Jaką pracę należy wykonać nad układem, aby dostarczając 2kJ ciepła zmienić jego energię wewnętrzną o 750J? Zad. 5 Ile ciepła pobrał lód o masie 1kg i temperaturze -10°C, jeżeli zamienił się w wodę o temperaturze 50°C? Zad. 6 W butli stalowej znajduje się tlen pod ciśnieniem 250 atmosfer o temperaturze 27°C. Ile wynosi 𝑘𝑔 gęstość tlenu, jeśli w warunkach normalnych ma on gęstość 1,4𝑚3. Zad. 7 Powietrze zajmuje objętość 2 dm3 przy temperaturze 280K i pod ciśnieniem 105P. Pod jakim ciśnieniem powietrze to zajmie objętość 4dm3 przy temperaturze 295K? Zad. 8 W dwóch naczyniach o pojemności V1 i V2 znajdują się 2 różne gazy o masach m1 i m2 oraz masach cząsteczkowych M1 i M2. Naczynia połączono zachowując tą samą temperaturę. Ile wynosi ciśnienie mieszaniny gazów? Zad. 9 W zamkniętym naczyniu ogrzano izobarycznie gaz od 300K do 400K. T lok przesunął się o 2cm. Ile wynosiła wysokość słupa gazu przed podgrzaniem? Zad. 10 Silnik cieplny podczas jednego cyklu wykonał pracę równą 5000 J i równocześnie przekazał do chłodnicy energię 20kJ. Oblicz sprawność tego silnika. Rozwiązania: Zad. 1 Dane: m=1kg 𝑘𝐽 𝐽 L=332𝑘𝑔 = 332000𝑘𝑔 𝑘𝐽 𝑘𝑔 R=2260 𝐽 Cw=4200𝑘𝑔∗𝐾 𝐽 CL=2100𝑘𝑔∗𝐾 𝐽 𝑘𝑔∗𝐾 Cp=1840 Q= Cw*m*∆t 𝐽 Q1= 2100𝑘𝑔∗𝐾*1kg*10=21000J 𝐽 𝑘𝑔 Q2= 332000 *1kg=332000J 𝐽 𝑘𝑔 Q3= 4200 *1kg*100=420000J Q= 21000+332000+420000=773000J Zad. 7 Dane: V1= 2dm3 t1=280K p1= 105P V2= 4dm3 t2= 295K p2= ? 𝑝1𝑉1 𝑝2𝑉2 = 𝑡2 𝑡1 P2= 𝑃1𝑉1𝑡2 𝑡1𝑉2 P2= 55,31P 10.9 𝑉1 𝑉2 = 𝑡1 𝑡2 T1= 300K T2= 400K ∆H=2cm = 0,02m 400V1 = 300V2 V= ∆t*H 1 ∆V=3V1 1 V1 = 3 0,02m V1=0,06m 10.10 Dane: W=5000J Q2= 20kJ=20000J Q1= W+Q2 Q1= 20000+5000=25000J 𝑤 η=𝑄1 ∗ 100% 5000 η=25000 ∗ 100% = 20% NOTATKI: