Тут представлено 20 завдань по динаміці для підготовки до олімпіад з фізики з методичного посібника В. Грабцевіча. Завдання мають відповіді, але пропонуються без готових рішень.
1. Для нагрівання деякої кількості води від 0 ° C до кипіння (при нормальному атмосферному тиску) знадобилося 15 хвилин. Після цього 1 годину 20 хвилин знадобилося для звернення всієї води в пар при тих же умовах. Визначте питому теплоту пароутворення води. Вважати потужність теплових втрат постійною. [L = 2,24 МДж / кг]
2. У калориметр, що містить m1 = 250 г води при температурі t1 = 15 ° C. кинули m2 = 20 г мокрого снігу. Температура в калориметр знизилася на δt1 = 5 ° C. Скільки води було в снігу? Теплоємністю калориметра знехтувати. [M = 7 г]
3. Шматок свинцю непружно вдаряється об перешкоду зі швидкістю 350 м / с. Яка частина свинцю розплавилася, якщо все кількість теплоти, що виділилася при ударі, поглинається свинцем? Температура свинцю перед ударом t1 = 27 ° C. питома теплоємність свинцю c = 130 Дж / (кг × ° С). теплота плавлення свинцю λ = 25 кДж / кг. температура плавлення свинцю tпл = 327 ° C. [Α = 0,89]
4. У чашці знаходилося 500 г льоду при температурі -5 ° C. У неї вливають 200 г води, що має температуру 80 ° C. Яка температура встановиться в чашці? Що в ній знаходиться? [385 г води і 315 г льоду при температурі 0 ° C. ]
5. При нормальному атмосферному тиску у відкритий калориметр поміщають однакову кількість води (при температурі + t ° C) і льоду (при температурі -t ° C). Яка максимальна частка льоду може при цьому розплавитися? [Α = 0,63]
6. Після опускання в воду, що має температуру 10 ° C. тіла, нагрітого до 100 ° C. через деякий час встановилася загальна температура 40 ° C. Якою стане температура води, якщо, не виймаючи тіла, в воду опустити ще одне таке ж тіло, нагріте до 100 ° C. Теплоємністю калориметра і випаровуванням води знехтувати. [T = 55 ° C]
7. Свинцева куля масою m1 = 9,0 м має швидкість v = 500 м / с і температуру t1 = 250 ° C. потрапляє в стоїть на гладкій горизонтальній поверхні свинцеву гирю масою m1 = 100 г і застряє в ній. Визначте кінцеву температуру кулі і гирі, якщо початкова температура гирі t2 = 20 ° C. Теплообміном з навколишнім середовищем знехтувати. [T ≈ 112 ° C]
8. На плиті стоїть каструля з водою. При нагріванні температура води збільшилася від 90 ° C до 95 ° C за одну хвилину. Яка частка теплоти, одержуваної водою при нагріванні, розсіюється в навколишньому просторі, якщо час охолодження тієї ж води від 95 ° C до 90 ° C одно 9,0 хвилинам? [Α = 0,1]
9. Електрокип'ятильник зі спіраллю опором 160 Ом помістили в посудину, що містить 0,50 л води при 20 ° C і включили в мережу напругою 220 В. Через 20 хвилин кип'ятильник вимкнули. Скільки води википіло? Вважати, що вся що підводиться теплота пішла на нагрівання води. [M = 85 г]
10. Електричний нагрівач має три однакові спіралі. Дві паралельно з'єднані спіралі підключені послідовно з третьої. Нагрівач опущений в судину з водою. Через τо = 9 хв. коли вода нагрілася від температури t1 = 20 ° С до температури t2 = 50 ° С. спіраль в паралельному з'єднанні перегоріла. На скільки більше часу з-за цього доведеться чекати, поки вода закипить? Втрати теплоти не враховувати, напруга на клемах постійно. [Δτ = 5 хв]
11. З відра налили в каструлю деяка кількість води, потім поставили каструлю на нагрівач і через 30 хвилин вода в ній закипіла. Тоді з того ж відра зачерпнули ще деяка кількість води і долили в каструлю. При цьому температура води в каструлі знизилася на 12 ° С. Через 5 хвилин після цього вода в каструлі закипіла. Яка температура води в вірі. Теплообмін води з зовнішнім середовищем не враховувати. [T = 16 ° C]
12. У теплоизолированном посудині знаходиться суміш льоду масою m = 2,1 кг і води. Після початку нагрівання температура суміші лишалася незмінною протягом часу t1 = 11 хв. а потім за час t2 = 4 хв підвищилася на δt = 20 ° C. Визначте масу суміші, якщо вважати, що кількість теплоти, що отримується системою в одиницю часу, постійно. Питома теплота плавлення льоду λ = 330 кДж / кг. а питома теплоємність води c = 4,2 кДж / (кг × К). Теплоємністю судини знехтувати. [M = 3 кг]
13. У кімнаті на столі стоять два однакових склянки. Температура в кімнаті 20 ° C. У першу склянку швидко наливають воду температурою t = 0 ° C. а в другій кладуть шматочок льоду масою δm = 10 г і тієї ж температури і наливають m - δm = 190 г води температурою 0 ° C. Температура води в першому склянці через час t1 = 2 хв збільшилася на δt = 1 ° C. Через якийсь час після заповнення другої стакан нагріється до тієї ж температури? Питома теплота плавлення льоду λ = 336 Дж / г. теплоємність води c = 4,2 Дж / (г × К). Теплоємністю склянок знехтувати. [Τ2 = 10 хв]
14. Визначте температуру води в посудині, якщо в нього налили одну кружку води при температурі t1 = 40 ° С. чотири гуртки води при температурі t2 = 30 ° С і п'ять кухлів води при температурі t3 = 20 ° С. Втрати теплоти не враховувати. [T = 26 ° C]
15. Залізний кульку (ρ = 7800 кг / м 3) радіусом R = 10 см. Нагрітий до температури t1 = 500 ° С. поклали на лід, температура якого t2 = 0 ° С. На яку глибину зануриться кульку в лід? Теплопровідністю кульки і нагріванням води знехтувати. Вважати, що кулька занурився в лід повністю. Питома теплоємність заліза 460 Дж / (кг × ° С). теплота плавлення льоду 3,3 × 10 5 Дж / кг. щільність льоду 900 кг / м 3.
16. Відомо, що товщина льодовиків (як і висота гір) обмежена. Оцініть максимальну товщину льодовика на Землі. Питома теплота плавлення льоду λ = 332 кДж / кг. Прискорення вільного падіння g = 9,8 м / с 2. [H ≈ 34 км]
18. Теплоізольований посудину частково заповнили водою. Що знаходиться в кімнаті точний водяний термометр опускають у воду. На скільки відсотків його показання буде відрізнятися від початкової температури води, якщо теплоємність термометра менше теплоємності судини з водою в n раз, а температура в кімнаті в порівнянні з температурою посудини з водою - в m раз?
19. З відра налили в каструлю деяка кількість води, потім поставили каструлю на нагрівач і через 30 хвилин вода в ній закипіла. Тоді з того ж відра зачерпнули ще деяка кількість води і долили в каструлю. При цьому температура води в каструлі знизилася на 12 ° С. Через 5 хвилин після цього вода в каструлі закипіла. Яка температура води в відрі? Теплообмін води з зовнішнім середовищем не враховувати. [T1 = 16 ° С]
20. У теплоізольований циліндричний посудину помістили шматок льоду масою M при t = 0 ° C і міцно прикріпили до дна. Потім залили цей лід водою такої ж масою M. Вода повністю покрила лід і досягла рівня H = 20 см. Визначте, яка була температура води, якщо після встановлення теплової рівноваги рівень води в посудині опустився на h = 0,4 см. Щільність води і льоду рівні 1000 і 920 Дж / (кг × ° C) відповідно. Питома теплота плавлення льоду λ = 330 кДж / кг.