5 Высокий уровень

Решебник по физике Л.А. Кирик Самостоятельные и контрольные работы

1. а) В стихотворении М. Ю. Лермонтова «Боярин Орша» есть
такие строки:
…Светает. В поле тишина.
Густой туман, как пелена
С посеребренною каймой,
Клубится над Днепром-рекой.
Почему над рекой образуется туман? Почему туман над рекой имеет «посеребренную кайму»?

Ночью воздух над поверхностью воды охлаждается больше, чем сама вода, и его температура оказывается ниже. Потому с тёплой водной поверхности в холодный воздух испаряется водяной пар, который в воздухе конденсируется в капельки тумана. По краям области, занимаемой туманом, плотность его меньше. Солнечные лучи проникают сквозь граничные области тумана и создают впечатление, будто туман имеет «посеребрённую кайму».

б) 3 кг льда, взятого при -20 °С, нужно нагреть до кипения и испарить. Сколько для этого потребуется теплоты? Изобразите процесс графически.

 

2. а) Как известно, после дождя цветы начинают пахнуть сильнее (см. рисунки). Почему?

Запах цветов зависит от испарения пахучих эфирных масел, образующихся в нектарнике цветов.

б) Сколько необходимо сжечь спирта, чтобы 2 кг льда, взятого при -5 °С, расплавить и 1 кг полученной воды превратить в пар? КПД спиртовки 40 %.

3. а) Объясните, почему в кастрюле-скороварке (см. рисунок) мясо можно сварить гораздо быстрее, чем в обычной кастрюле.

Температура кипения воды повышается, т.к. над поверхностью воды поддерживается примерно удвоенное давление.

б) Расплавленный алюминий массой 1,2 кг, взятый при температуре плавления, влили в воду, масса которой 2,1 кг и температура 16 °С. Определите, сколько воды выкипит при этом. Теплообмен с окружающей средой отсутствует.

4. а) В стихотворении Ф. И. Тютчева «Утро в горах» есть такие строки:
Лишь высших гор до половины

Туманы покрывают скат,
Как бы воздушные руины

Волшебством созданных палат.
Почему склоны высоких гор бывают в тумане?

Теплые слои воздуха поднимаются по склону горы вверх и попадают в область относительно холодного воздуха, в процессе охлаждения поднявшегося теплого воздуха, образуется туман.

 

б) В бак, содержащий воду массой 10 кг при температуре 20 °С, бросили кусок железа массой 2 кг, нагретый до температуры 500 °С. При этом некоторое количество воды превратилось в пар. Конечная температура, установившаяся в баке, равна 24 °С. Определите массу воды, обратившейся в пар.

5. а) О каких физических явлениях говорится в следующих пословицах:
«Горшки легко закипают через край — к ненастью»;  кипение

«Что сильно кипит, быстро испаряется; что сильно бурлит, вырывается наружу»? испарение

 

б) В кусок льда массой 100 г и температурой -10 °С влили 1,5 кг расплавленного свинца при температуре плавления. Сколько воды обратится в пар, если свинец остыл до температуры 27 °С? Потерями энергии можно пренебречь.

6. а) В стихотворении Вадима Казаченко «Туман над рекой» есть такие строки:
Туман над рекою, над синей водою,
Туман над рекою нас прятал с тобою.
Туман над рекою опять нас зовет,
В тумане любовь нас с тобою найдет…
Объясните происхождение тумана над рекой (см. рисунок).

Образование тумана связано с холодным потоком воздуха, спускающимся на теплые поверхности воды.

б) Сколько сухих дров нужно сжечь в печи с КПД 40 %, чтобы 200 кг снега, взятого при температуре -10 °С, полностью обратить в пар.

7. В сосуде, из которого быстро откачивают воздух, находится небольшое количество воды массой т при температуре 0 °С. За счет интенсивного испарения происходит постепенное замораживание воды. Какая часть первоначальной массы воды может быть таким образом превращена в лед?

8. В алюминиевую кастрюлю массой 600 г налили 1,5 л воды с температурой 20 °С и поставили на электроплитку, КПД которой 75 %. Через 35 мин вода закипела и 20 % ее превратилось в пар. Какова мощность электроплитки?

9. Рассчитайте, с какой высоты должна упасть капля воды, чтобы при ударе о землю полностью испариться? Начальная температура капли 20 °С. Считайте, что вся потенциальная энергия капли пошла на ее нагрев и испарение.

10. В кастрюлю налили холодную воду при температуре 10 °С и поставили на электроплитку. Через 10 мин вода закипела. Через какое время она полностью испарится?