Дополнительные задачи - В.И. Лукашик, Сборник задач по физике
Д. 94. В плотно закрытом полиэтиленовом пакете с молоком, хранящемся при постоянной температуре, масса вещества остается неизменной. Почему со временем пакет увеличивается в объеме?
В результате кисломолочного брожения в молоке образуются газы, которые со временем выделяются из него, повышая тем самым давление внутри пакета. В результате этого, пакет надувается до тех пор, пока силы упругости стенок не уравновесят давление внутри.
Д. 95. Длинный детский шарик из очень эластичного материала надули, завязали и плотно перетянули веревочкой так, что одна из частей шарика оказалась длиннее другой при одинаковом диаметре. Одинаково ли давление в обеих частях шарика?
Одинаково, поскольку число молекул газа на единицу объема в шарике до и после его разделения не изменилось. Это означает, что число соударений в единицу времени молекул о стенки шарика (значит, и давление) также осталось прежним и одинаково для обоих частей шарика.
Д. 96. Зимой водитель накачал шину своего автомобиля в теплом гараже, выехал на дорогу и обнаружил, что шина слегка спущена. Что произошло с шиной автомобиля?
При уменьшении температуры, скорость молекул уменьшается, вследствие чего уменьшается импульс, передаваемый каждой молекулой стенке шины. Это означает, что давление внутри шины уменьшается.
Д. 97. Если бы вы были конструктором космического корабля, то какую форму иллюминатора из толстого стекла вы бы предпочли для обеспечения герметичности корабля: форму диска или усеченного конуса (рис. 14д)? Как бы вы установили иллюминатор в корпусе корабля?
Если стекло иллюминатора будет иметь форму усеченного конуса, обращенного большим основанием внутрь корабля, то давление изнутри корабля будет прижимать его плотнее к обшивке, обеспечивая более высокую герметичность.
Д. 98. На пустой пластиковой бутылке с плотно закрытой пробкой, которую в холодную погоду вынесли на улицу, образовались вмятины. Как наилучшим способом использовать давление газов, чтобы сразу вернуть бутылке первоначальную форму? Объясните целесообразность своих действий.
Нужно открыть бутылку, уравновесив давление внутри и снаружи. Затем следует эту бутылку плотно закрыть и внести внутрь теплого помещения. Нагревшись, молекулы внутри бутылки увеличат свою скорость, а следовательно, и передаваемый стенкам бутылки импульс. Таким образом, давление внутри бутылки превысит давление снаружи и будет стремиться увеличить объем бутылки, выправляя тем самым вмятины.
В результате кисломолочного брожения в молоке образуются газы, которые со временем выделяются из него, повышая тем самым давление внутри пакета. В результате этого, пакет надувается до тех пор, пока силы упругости стенок не уравновесят давление внутри.
Д. 95. Длинный детский шарик из очень эластичного материала надули, завязали и плотно перетянули веревочкой так, что одна из частей шарика оказалась длиннее другой при одинаковом диаметре. Одинаково ли давление в обеих частях шарика?
Одинаково, поскольку число молекул газа на единицу объема в шарике до и после его разделения не изменилось. Это означает, что число соударений в единицу времени молекул о стенки шарика (значит, и давление) также осталось прежним и одинаково для обоих частей шарика.
Д. 96. Зимой водитель накачал шину своего автомобиля в теплом гараже, выехал на дорогу и обнаружил, что шина слегка спущена. Что произошло с шиной автомобиля?
При уменьшении температуры, скорость молекул уменьшается, вследствие чего уменьшается импульс, передаваемый каждой молекулой стенке шины. Это означает, что давление внутри шины уменьшается.
Д. 97. Если бы вы были конструктором космического корабля, то какую форму иллюминатора из толстого стекла вы бы предпочли для обеспечения герметичности корабля: форму диска или усеченного конуса (рис. 14д)? Как бы вы установили иллюминатор в корпусе корабля?
Если стекло иллюминатора будет иметь форму усеченного конуса, обращенного большим основанием внутрь корабля, то давление изнутри корабля будет прижимать его плотнее к обшивке, обеспечивая более высокую герметичность.
Д. 98. На пустой пластиковой бутылке с плотно закрытой пробкой, которую в холодную погоду вынесли на улицу, образовались вмятины. Как наилучшим способом использовать давление газов, чтобы сразу вернуть бутылке первоначальную форму? Объясните целесообразность своих действий.
Нужно открыть бутылку, уравновесив давление внутри и снаружи. Затем следует эту бутылку плотно закрыть и внести внутрь теплого помещения. Нагревшись, молекулы внутри бутылки увеличат свою скорость, а следовательно, и передаваемый стенкам бутылки импульс. Таким образом, давление внутри бутылки превысит давление снаружи и будет стремиться увеличить объем бутылки, выправляя тем самым вмятины.