4.В сосуд, содержащий 2,8 кг воды при 20°С, бросают кусок стали массой 3 кг, нагретый до 460 °С. Вода нагревается до 60 °С, а часть ее обращается в пар. Найдите массу воды, обратившейся в пар. Теплоемкостью сосуда пренебречь. Дано:
Анализ: Решение:

Задача №1. Запишем условие. Масса плиты равна m = 40,5 кг; плотность мрамора находим в таблице задачника; "ро"1 = 2700кг/м куб: Плотность воды "ро"2 = 1000 кг/м куб. Определить сил у F - ?Решение. Находим силу тяжести, действующую на плиту. Она равна произведению ускорения свободного падения (g = 9,8 м/с кв, округляем до 10м/с кв) на массу плиты. Получим: Fт = gm; Fт = 10м/с кв*40,5 кг = 405 Н. . Теперь, зная массу плиты и плотность мрамора, находим объем плиты. Он равен отношению массы к плотности
V = m/"ро"1; V = 40,5 кг/2700 кг/м куб = 0,015 м куб. На плиту действует архимедова сила. Она равнаF(Aрх) = "ро"2gV. То есть, произведению плотности воды на ускорение свободного падения и объем плиты, "двойка" - это индекс плотности, а не коэффициент.
F(арх) = 1000 кг/м куб *10м/с кв*0,015 м куб = 150 Н. Сила тяжести направлена вниз, а архимедова сила - вверх. Чтобы удержать плиту, необходимо приложить силу, равную разности этих сил: F = Fт - F(арх) ; F = 405Н - 150Н = 255 Н. ответ: плиту нужно поддерживать, чтобы не упала на дно, с силой 255 Н.
Задача №2. Запишем условие. m = 80г = 0,08 кг; Находим в таблице плотность пробкового дерева "ро"1 = 200 кг/м куб; Плотность воды и ускорение силы тяжести мы уже находили: "ро"2 = 1000 кг/м куб и g = 10 Н/кг. (так удобнее записать, но это те же м/с кв! ) Действия похожие. Сила тяжести Fт = gm; F = 10Н/кг*0,08 кг = 0,8 Н; Объем куска дерева: V = m /"ро"2;
V =0,08 кг/ 200 кг/м куб = 0,0004 м куб; Архимедова сила F(арх) = "ро"2*gV
F(арх) = 200 кг/м куб *10Н/кг*0,0004 м куб = 4 Н; Так как архимедова сила больше силы тяжести, то кусок пробкового дерева при погружении его воду, будет всплывать. И, чтобы удержать его под водой, необходимо приложить силу, равную разности между архимедовой силой (4 Н) и силой тяжести (0,8 Н) . Теперь мы уже будем не поддерживать кусок дерева, а давить на него сверху. Чтобы не всплывал. А сила равна F = F(арх) - Fт;
F= 4Н - 0,8Н = 3,2Н. "Питерки" Вам!

Объяснение:

Дано:

V

t = 10° C;      T = 273+10 = 283 K

p = 90 кПа = 90 000 Па = 9·10⁴ Па

m₁ = 3 г = 3·10⁻³ кг

M₁ = 2·10⁻³ кг/моль - молярная масса водорода

m₂ = 32 г = 32·10⁻³ кг

M₂ = 32·10⁻³ кг/моль - молярная масса кислорода

ρ - ?

1)

Парциальное давление водорода из уравнения Клапейрона-Менделеева:

p₁ = (m₁/M₁)·R·T/V = (3/2)·8,31·283/V ≈ 3 530/V   (Па)

Парциальное давление кислорода из уравнения Клапейрона-Менделеева:

p₂ = (m₂/M₂)·R·T/V = (32/32)·8,31·283/V ≈ 2 350/V  (Па)

Суммарное давление:

p = p₁ + p₂ = (3530 + 2350)/V = 5880/V

V = 5880 / p = 5 880 / 90 000 ≈ 0,065 м³ = 65·10⁻³ м³

2)

Суммарная масса:

m = m₁ + m₂ = (3+32)·10⁻³ = 35·10⁻³ кг

3)

Плотность смеси:

ρ = m / V =  35·10⁻³ / (65·10⁻³) ≈ 0,54 кг/моль