Молекулярна фізика.

1. При температурі 10°С і нормальному тиску густина деякої газоподібної речовини дорівнює 0,25 кг/м³. Яка молярна маса цієї речовини?

2. Яка маса повітря, що вийде із зали об’ємом 400 м³ при підвищенні температури з 10°С до 25°С, якщо атмосферний тиск дорівнює 10⁵ Па.

3. Визначити температуру газу, що міститься в закритій посудині, якщо тиск газу збільшується на 0,4% від початкового тиску внаслідок нагрівання на 1 К.

4. У склянку масою 160 г налили 250 г гарячої води, внаслідок чого у склянці встановилася температура 90°С. На скільки градусів знизиться температура води, якщо в неї опустили срібну ложку масою 50 г? Початкова температура ложки 20°С, питома теплоємність скла 0,83 кДж/(кг∙К), срібла – 0,21 кДж/(кг∙К).

5. На керогазі за 10 хв. Закип’ятили 1,5 л води, взятої при температурі 20°С. ККД керогазу 55%. Скільки гасу витрачалось керогазом протягом 1 хв? (питома теплота згорання керогазу – 46 МДж/кг)

6. ККД тепловоза 28%, потужність 3,0∙10⁷ Дж/кг. Скільки нафти витрачає тепловоз за 1 год роботи, якщо теплота згорання нафти 4,6∙10⁷ Дж/кг?

7. У калориметр, в якому було 0,2 кг води при температурі 20°С, долили 0,3 кг води, температура якої 80°С. У калориметрі встановилась температура 50°С. Яка питома теплоємність калориметра, якщо його маса 100 г?

8. Температура нагрівника ідеальної теплової машини 117°С, а холодильника 27°С. Кількість теплоти, що її дістає машина від нагрівника аз 1 с, дорівнює 60 кДж. Обчислити ККД машини, кількість теплоти, яку забирає холодильник за 1 с, і потужність машини.

9. Виконуючи лабораторну роботу на визначення ККД спиртівки, учень витратив 7 г спирту на нагрівання 300 г води від 18°С до 68°С у посудині, теплоємність якої 40 Дж/К. Яке значення ККД дістав учень? (питома теплота згорання спирту 29 МДж/кг)

10. Який об’єм займає 10 г кисню, якщо тиск складає 100 кПа а температура 20°С?

11. Балон об’ємом 12 л наповнений азотом під тиском 8,1 МПа та температурі 17°С. Яка маса азоту знаходиться в балоні?

12. Тиск повітря в щільно закупореній пляшці при температурі 7°С був 100 кПа. При нагріванні пляшки корок вилетів. До якої температури нагріли пляшку, якщо відомо, що корок вилітає при тиску повітря в пляшці 130 кПа?

13. В запаяному посуді знаходиться вода, яка займає об’єм, рівний половині об’єму посудині. Знайти тиск та густину водяної пари при температурі 400°С, якщо при цій температурі вся вода перетворюється в пару.

14. Ідеальна парова машина, яка працює за циклом Карно, за цикл отримує від нагрівника кількість теплоти 2, 512кДж. Температура нагрівника 400 К, температура холодильника 300 К. Знайти роботу, яку виконує машина за один цикл, та кількість теплоти, яку віддає холодильнику за один цикл.

15. Ідеальна теплова машина, яка працює за циклом Карно, за один цикл виконує роботу 2,94 кДж та віддає за один цикл холодильнику кількість теплоти 13,4 кДж. Знайти ККД циклу.

2 семестр

Електричні кола. Закон Ома.

1. Провідник, зображений на схемі цифрою 4, має довжинуl₄ і площу поперечного перерізу S₄. Амперметр показує силу струму I (опором амперметра можна знехтувати). Напруга на лампі 3 дорівнює U₃, ЕРС джерела струму ε, внутрішній опір – r. Яка напруга та сила струму в усій мережі, опір лампи? Знайти потужність лампи та роботу, яку виконую струм на лампі протягом часу t. Знайти ККД кола.

№	ε, B	r, Ом	R1, Ом	R2, Ом	I4, A	U3, B	l4, м	S4, мм^2	ρ	t, хв
1	100	0,5	1	5	2	6	100	12	0,12	1
2	120	0,25	2	6	1	9	150	15	2,1	5
3	200	1	3	7	2	12	10	1	0,1	10
4	220	0,25	4	1	4	4	1	0,01	0,42	1
5	25	1	5	2	1	6	2	0,42	2,1	15
6	50	0,5	6	3	2	9	10	0,12	0,12	5
7	100	0,25	7	4	4	12	4	2,1	2,1	10
8	120	0,5	1	5	2	4	5	0,5	0,42	1
9	200	2	2	6	1	6	1	0,06	0,12	5
10	220	1	3	7	1	10	2	0,1	0,1	15
11	25	0,1	4	10	2	12	4	0,21	2,1	5

2. Е.р.с. батареї ε та внутрішній опір r, опір R₁, R₂ та R₄, третій провідник довжиною l₃ та площею поперечного перерізу S₄. Знайти загальний опір та струм у колі. А також силу струму та напругу на першому резисторі. Знайти потужність Р₄ та роботу, яка виконується на ньому протягом часу t. Знайти ККД кола.

№	ε, B	r, Ом	R1, Ом	R2, Ом	R4, Ом	l3, м	S4, мм^2	ρ	t, хв
1	120	5	10	50	50	100	0,21	2,1	10
2	100	25	20	60	60	150	12	0,12	15
3	220	10	30	70	70	10	15	2,1	1
4	200	25	40	10	10	1	1	0,1	10
5	125	1	50	20	20	2	0,01	0,42	5
6	150	50	60	30	30	10	0,42	2,1	15
7	120	25	70	40	40	4	0,12	0,12	1
8	100	50	10	50	50	5	2,1	2,1	10
9	220	20	20	60	60	1	0,5	0,42	15
10	20	10	30	70	70	2	0,06	0,12	5
11	250	1	40	10	100	4	0,1	0,1	10

3. До джерела живлення зε приєднали п’ять резисторів так, як показано на схемі. Опори резисторів відомі. Знайти: розподіл напруг та сил струму у колі.

№	ε, B	R1, Ом	R2, Ом	R3, Ом	R4, Oм	R5,Oм
1	10	1	5	6	2	4
2	12	2	6	9	3	5
3	20	3	7	12	4	6
4	22	4	1	4	5	7
5	25	5	2	6	6	8
6	50	6	3	9	7	9
7	10	7	4	12	8	10
8	12	10	5	4	9	1
9	20	9	6	6	10	2
10	20	8	7	10	11	3
11	25	11	10	12	1	4

1. Плоский повітряний конденсатор з площею пластин 600 см3, відстанню між пластинами 2 мм, зарядили до 100 В. Конденсатор від’єднують від джерела живлення і змінюють відстань між пластинами до 4 мм та діелектрик з діелектричною проникністю 5. Знайти електроємність, заряд, напруженість електричного поля, енергію конденсатора до і після змін та напругу після змін.

2. Плоский повітряний конденсатор з площею пластин 400 см3, відстанню між пластинами 2 мм, зарядили до 100 В. Конденсатор від’єднують від джерела живлення і змінюють відстань між пластинами до 4 мм та діелектрик з діелектричною проникністю 4. Знайти електроємність, заряд, напруженість електричного поля, енергію конденсатора до і після змін та напругу після змін.

Оптика

4. З якої відстані був зроблений фотознімок електрички, якщо висота вагона на знімку 9 мм, а дійсна висота вагона 3 м? Фокусна відстань обьектива фотоапарата 15 см.

5. Чому дорівнює головна фокусна відстань збиральної лінзи, якщо зображення предмета, розміщеного від лінзи на відстані 15 см, вийшло збільшеним у 5 раз?

6. Промінь світла під кутом 30° падає на плоскопаралельну скляну пластинку, яка має показник заломлення 1,5 і товщину 1 см. Знайти кут заломлення та зміщення променя.

7. Промінь світла під кутом 60 падає на плоскопаралельну скляну пластинку, яка має показник заломлення 1,5 і товщину 1 см. Знайти кут заломлення та зміщення променя.

8. Показник заломлення води 1,33, а скла 1,6. Знайти граничний кут повного внутрішнього заломлення для поверхні скло-вода.

9. На склянку з водою покладена скляна пластинка. Під яким кутом повинен падати на пластину промінь світла, щоб від поверхні розділу вода-скло відбулося повне внутрішнє заломлення? Показник заломлення скла – 1,5, води – 1,33.

10. Установка для отримання кілець Ньютона освітлюється світлом від ртутної дуги, падаючої по нормалі до поверхні пластини. Спостереження ведуться в світлі, що проходить. Яке за номером світлове кільце, яке відповідає лінії 579,1 нм, співпадає з наступним світлим кільцем, яке відповідає лінії 577 нм.

11. На дифракційну гратку нормально падає пучок світла. Натрієва лінія (589 нм) дає в спектрі першого порядку кут дифракції φ = 17°8’. Деяка лінія дає в спектрі другого порядку дифракції φ = 24°12’. Знайти довжину хвилі цієї лінії та число штрихів на одиницю довжини гратки.

12. Спостереження кілець Ньютона ведуться у відбитому світлі. Радіуси п’ятого та шостого кілець рівні 4 мм та 4,38 мм. Знайти радіус кривизни лінзи та довжину падаючої хвилі.