Задания по физике для проведения физмат боя в 9 классе.

ФИЗМАТ БОЙ 9 КЛАСС

ФИЗИКА

ЗАДАЧА 1
Теплоизолированный сосуд до краев наполнили водой при температуре t0 = 20 °С. В него опустили алюминиевую деталь, нагретую до температуры t = 100 °С. После установления теплового равновесия температура воды в сосуде стала t1 = 30,3 °С. Затем этот же эксперимент провели с двумя такими же деталями. В этом случае после установления в сосуде теплового равновесия температура воды стала t2 = 42,6 °С. Чему равна удельная теплоемкость с алюминия? Плотность воды ρ0 = 1000 кг/м3, ее удельная теплоемкость с0 = 4200 Дж/(кг · °С). Плотность алюминия ρ = 2700 кг/м3.

ЗАДАЧА 2
На зимней дороге при температуре снега t1 = –10 ºC автомобиль в течение 1 мин
буксует, развивая мощность 12 кВт. Сколько снега растает при буксировании автомобиля, если считать, что вся энергия, выделившаяся при буксировании, идет на нагревание и плавление снега? Удельная теплоёмкость льда с = 2100 Дж/(кг ·ºC), удельная теплота плавления льда λ = 33·104 Дж/кг.

ЗАДАЧА3
Сообщающиеся сосуды состоят из двух одинаковых трубок (U-образная трубка).
Трубки частично заполнили водой. На сколько повысится уровень воды в левой трубке, если в правую налить столько керосина, что он образует столб высотой 30 см?
Плотность керосина 900 кг/м3, плотность воды 1000 кг/м3.

ЗАДАЧА4
Мяч объёмом V и массой m всплыл на поверхность воды с глубины Н. Чему равна механическая работа, совершённая при всплывании мяча? Трением пренебречь. Плотность воды ρо считать известной.

ЗАДАЧА 5
В плотно закрытом полиэтиленовом пакете с молоком, хранящемся при постоянной температуре, масса вещества остается неизменной. Почему со временем пакет увеличивается в объеме?

Ответ на вопрос 1:
Пусть m – масса детали, V – объём сосуда, тогда уравнения теплового баланса
при опускании одной и двух деталей соответственно имеют вид cm(t — t1) = c0 ρ0(V – (m/ρ))∙ (t1 — t0) (*) 2cm(t — t2) = c0 ρ0(V – (2m/ρ))(t2 — t0) (**) Делим соотношение(*) на (t1 — t0), а соотношение (**) на (t2 — t0) и , вычитая соотношение (**) из (*), получаем
cm(t — t1)/ (t1 — t0) — 2 cm ∙ (t – t2)/(t2 — t0) = c0 ρ0 m/ρ, откуда можно найти с.
с ≈ 922 Дж/(кг∙°С).

Ответ на вопрос 2:
На зимней дороге при температуре снега t1 = –10 ºC автомобиль в течение 1 мин
буксует, развивая мощность 12 кВт. Сколько снега растает при буксировании автомобиля, если считать, что вся энергия, выделившаяся при буксировании, идет на нагревание и плавление снега? Удельная теплоёмкость льда с = 2100 Дж/(кг ·ºC), удельная теплота плавления льда λ = 33·104 Дж/кг.

Ответ на вопрос 3:
Предположим, что в левой трубке уровень воды повысился на h. Тогда в
правой трубке уровень воды будет ниже, чем в левой, на 2h.
ρк gH = ρв g2h. → h = 12 см.

Ответ на вопрос 4:
А = (ρо gV – mg)∙H = (ρоV – m)∙gH

Ответ на вопрос 5:
В результате деятельности молочных бактерий образуются газы. Число молекул газа в пакете увеличивается, число их соударений с внутренней стороной стенки пакета начинает превышать число соударений молекул воздуха с внешней стороной стенки пакета. Стенка приходит в движение, увеличивается объем. Давления по обе стороны стенки пакета выравниваются. Дальнейшее увеличение объема ограничено упругими свойствами пакета.