властивості речовин

властивості речовин

Зміст книги

1. Введення.

3. Р І Ш Е Н Н Я З А Д А Ч Ч А С Т і 1 Єдиний державний іспит - 93 З А Д А Ч І.

3-1. Т е п л про б м е н.

3-2. П р е в р а щ е н і е м е х а н і ч е с ь к о ї е н е р г і й в т е п л о.

3-3. ж і д к о с т ь і п а р.

3-4. т е п л о в о в и р а з ш и р е н і е.

3-5. поверхневий натяг.

3-6. м е х а н і ч е с к и ї з в про і з тонн на а т е л.

4. Р І Ш Е Н Н Я З А Д А Ч Ч А С Т І 2 ЄДІ - 56 З А Д А Ч.

4-1. Т е п л про б м е н.

4-2. П р е в р а щ е н і е м е х а н і ч е с ь к о ї е н е р г і й в т е п л о.

4-3. ж і д к о с т ь і п а р.

4-4. т е п л о в о в и р а з ш и р е н і е.

4-5. поверхневий натяг.

4-6. м е х а н і ч е с к и ї з в про і з тонн на а т е л.

5. завданням самостійно РІШЕННЯ - 52 з а д а ч І.

6. т А Б Л І Ц И С Ф Про Р М У Л А М І.

7. З П Р А В О Ч Н І к.

44 уроку з фізики для абітурієнтів Ви знайдете в серії книжокз загальною назвою "САМ СОБІ РЕПЕТИТОР"

.

В Як приклад нижче НАВЕДЕНІ 5 ЗАВДАНЬ З 149 ЗАВДАНЬ ПО ТЕМІ "властивості речовин" З ДЕТАЛЬНИМИ РІШЕННЯМИ

Р І Ш Е Н Н Я З А Д А Ч Ч А С Т і 1 ЄДІ

Завдання № 1-9

У посудині змішуються три хімічно не взаємодіють рідини, що мають маси m 1 = 1 кг, m 2 = 10 кг, m 3 = 5 кг і температури t 1 = 6 o С, t 2 = 40 o С, t 3 = 60 o С ; їх питомі теплоємності з1 = 2 кДж / (КГК), с2 = 4 кДж / (КГК), с3 = 2кДж / (КГК). Знайти температуру Θ суміші.

Дано: m 1 = 1 кг, m 2 = 10 кг, m 3 = 5 кг, t 1 = 6 o С, t 2 = 40 o С, t 3 = 60 o С, з1 = 2 кДж / (КГК), с2 = 4 кДж / (КГК), с3 = 2кДж / (КГК). Визначити Θ -?

Запишемо рівняння теплового балансу для змішуються рідин

Q1 + Q2 + Q3 = 0 (1),

де Q1 = с1 m 1 (Θ - t 1) - кількість теплоти першої рідини; Q2 = с2 m 2 (Θ - t 2) - кількість теплоти другий рідини; Q3 = с3 m 3 (Θ - t 3) - кількість теплоти третьої рідини.

Підставами вираження для Q1, Q2 і Q3 в рівняння (1): отримаємо

з1 m 1 (Θ - t 1) + с2 m 2 (Θ - t 2) + с3 m 3 (Θ - t 3) = 0, або, розкривши Собко

з1 m 1 Θ - з1 m 1 t 1 + с2 m 2 Θ - с2 m 2 t 2 + с3 m 3 Θ - с3 m 3 t 3 = 0, звідки

Завдання № 1-18

Залізна лінійка при температурі t1 = 15 ° С має довжину L1 = 1 м. На скільки зміниться довжина лінійки при охолодженні її до температури t2 = - 35 ° С?

Дано: t1 = 15 ° С, L1 = 1 м, t2 = - 35 ° С. Визначити ΔL -?

Зміна довжини лінійки визначимо за формулою ΔL = L1 - L2, де, згідно із законом лінійного розширення,

L1 = Lо (1 + αt1) (1) і L2 = Lо (1 + αt2) (2).

У цих формулах Lо - довжина лінійки при 0оС, L2 - довжина лінійки після її охолодження до температури t2, α = 1,2 · 10-5 К-1 коефіцієнт лінійного розширення заліза.

Зміна довжини лінійки можна записати у вигляді:

ΔL = L1 - L2 = Lо (1 + αt1) - Lо (1 + αt2) => ΔL = Lоα (t1 - t2) (3).

З рівняння (1) знайдемо Lо = L1 / (1 + αt1) і підставимо в вираз (3), отримаємо

З огляду на, що αt1 << 1, вираз (4) можна наближено записати у вигляді:

ΔL ≈ L1 α (t1 - t2) · (1 - αt1) ≈ L1 α (t1 - t2) = 6 · 10 -4 м.

Завдання № 1-32

У посудині об'ємом V = 100 л при температурі t = 27 ° С знаходиться повітря з відносною вологістю В1 = 30%. Чому буде дорівнювати відносна вологість В2, якщо в посудину внести m = 1 г води? Тиск насиченої пари при t = 27 ° С рн = 3,55 кПа.

Дано: V = 0,1 м3, t = 27 ° С, В1 = 30%, m = 0,001 кг, рн = 3,55 · 103 Па. Визначити В2 -?

З рівняння Клапейрона - Менделєєва визначимо щільність водяної пари в посудині з повітрям при вологості В1: ρ1 = p1μ / RT, де р1 = В1рн - парціальний тиску водяної пари в посудині (абсолютна вологість), тоді ρ1 = В1pнμ / RT.

При випаровуванні в посудині води щільність водяної пари збільшиться на Δρ = m / V тоді щільність пара буде

ρ2 = ρ1 + Δρ = В1pнμ / RT + m / V.

За відомим значенням щільності визначимо парціальний тиск пара:

Р І Ш Е Н Н Я З А Д А Ч Ч А С Т І 2 ЄДІ

Завдання № 2-7

У посудині міститься суміш з води масою m 1 = 200 г і льоду масою m 2 = 130 г при температурі t = 0 o С. Якою буде остаточна температура Θ, якщо в посудину ввести пар масою m 3 = 25г при температурі t 1 = 100 o С? Питома теплота випаровування води при цій температурі r = 2,48 · 106 Дж / кг, питома теплота плавлення води λ = 335 · 103 Дж / кг.

Дано: m 1 = 0,200 кг, m 2 = 0,130 кг, t = 0 o С, m 3 = 0,025 кг, t 1 = 100 o С. Визначити Θ -?

Спробуємо спочатку з'ясувати, яка може бути температура суміші. Для цього визначимо кількості теплоти, необхідну для розплавлення льоду - Q2 і віддається парою при конденсації - Q4.

Тепло, що віддається парою Q4 = m3r = 0,025 · 2,3 · 106 = 57,5 · 103 Дж.

Тепло, необхідне для розплавлення льоду Q2 = m2λ = 0,130 · 330 · 103 = 42,9 · 103 Дж.

Так як Q4> Q2, то кінцева температура 0 ° С <Θ <100оС.

Запишемо вираження кількості теплоти для кожного учасника теплообміну.

Q1 = cm1 (Θ - t) - кількість теплоти, витрачений на нагрівання води від температури t до температури Θ.

Q2 = m2λ - кількості теплоти, необхідну для розплавлення льоду.

Q3 = c m2 (Θ - t) - кількість теплоти, витрачений на нагрівання води, отриманої з-за танення льоду, від температури t до температури Θ.

Q4 = - m3r - кількість теплоти, що віддається парою при конденсації.

Q5 = cm3 (Θ - t1) - кількість теплоти, що віддається водою, вийшла при конденсації пари, при її охолодженні від температури t1 до температури Θ.

Складемо рівняння теплового балансу для даного процесу теплообміну:

Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 = 0 (1)

З урахуванням наведених вище виразів для Q1 - Q5 перепишемо рівняння (1):

cm1 (Θ - t) + m2λ + c m2 (Θ - t) - m3r + cm3 (Θ - t1) = 0 =>

=> Cm 1 Θ - cm 1 t + m 2 λ + cm 2 Θ - c m2t - m3r + cm3 Θ - cm3 t1 = 0, звідки

Завдання № 2-20

Різниця довжин алюмінієвого та мідного стрижнів при будь-якій температурі становить ΔL = 15 см. Яку довжину при tо = 0 ° С матимуть ці стрижні? Коефіцієнти лінійного розширення алюмінію αа = 2,40 · 10-5 К-1, міді αм = 1,70 · 10-5 К-1.

Дано: ΔL = 0,15 м, tо = 0 ° С. Визначити Lоа -? Lом -?

Згідно із законом лінійного розширення довжини стрижнів при будь-якій температурі t рівні:

Lа = Lоа (1 + αаt) (1) і Lм = Lом (1 + αмt) (2),

де αа і αм - коефіцієнти лінійного розширення алюмінію і міді.

За умовою завдання різниці ΔL = Lом - Lоа = Lм - Lа при будь-якій температурі стрижнів рівні. Отже, можна записати рівняння:

ΔL = Lом - Lоа (3).

Віднімемо почленно з рівняння (1) рівняння (2):

Lа - Lм = Lоа - Lом + Lоа αаt - Lом αмt,

враховуючи (3) отримаємо

- ΔL = - ΔL + Lоа αаt - Lом αмt, звідки Lоа αа = Lом αм (4).

Рівняння (3) і (4) утворюють систему рівнянь з двома невідомими Lом і Lоа. Для вирішення системи висловимо з рівняння (3):

Lоа = Lом - ΔL (5) і підставимо Lоа в рівняння (4),

Lом αа - ΔL αа = Lом αм, звідки

телефон: +79175649529, пошта: [email protected]