8. Електричний чайник за напруги в мережі 220 В нагріває 1,5 л води від 25 до 100*С протягом 5 хв. Визначте довжину ніхромового дроту з площею поперечного перерізу 0,25 мм*2, з якого виготовлено нагрівник цього чайника. ККД чайника становить 50 %.
Каждый из нас без труда припомнит немало веществ, которые он считает жидкостями. Однако дать точноеопределение этого состояния вещества не так-то просто, поскольку жидкости обладают такими физическимисвойствами, что в одних отношениях они напоминают твердые тела, а в других - газы. Наиболее ярко сходствомежду жидкостями и твердыми телами проявляется у стеклообразных материалов. Их переход от твердогосостояния к жидкому при повышении температуры происходит постепенно, они просто становятся все болеемягкими, так что нельзя указать, в каком температурном интервале их следует назвать твердыми телами, а вкаком - жидкостями. Можно лишь сказать, что вязкость стеклообразного вещества в жидком состояниименьше, чем в твердом. Твердое стекло поэтому часто называют переохлажденной жидкостью. По-видимому, наиболее характерным свойством жидкостей, отличающим их от твердых тел, является низкая вязкость(высокая текучесть). Благодаря ей они принимают форму сосуда, в который налиты. На молекулярном уровневысокая текучесть означает относительно большую свободу частиц жидкости. В этом жидкости напоминаютгазы, хотя силы межмолекулярного взаимодействия жидкостей больше, молекулы расположены теснее иболее ограничены в своем движении. К сказанному можно подойти и иначе - с точки зрения представления одальнем и ближнем порядке. Дальний порядок существует в кристаллических твердых телах, атомы которыхрасположены строго упорядоченно, образуя трехмерные структуры, которые можно получить многократнымповторением элементарной ячейки. Пример двумерного дальнего порядка представлен на рис. 1,а. Вжидкости и стекле дальний порядок отсутствует. Это, однако, не означает, что они вообще не упорядочены. Для жидкости характерна картина, подобная изображенной на рис. 1,б. Число ближайших соседей у всехатомов практически одинаково, но расположение атомов по мере их удаления от какой-либо выделеннойпозиции становится все более и более хаотичным. Таким образом, упорядоченность существует лишь намалых расстояниях, отсюда и название: ближний порядок. Адекватное математическое описание структурыжидкости может быть дано лишь с статистической физики. Например, если жидкость состоит изодинаковых сферических молекул, то ее структуру можно описать радиальной функцией распределения g(r), которая дает вероятность обнаружения какой-либо молекулы на расстоянии r от данной, выбранной вкачестве точки отсчета. Экспериментально эту функцию можно найти, исследуя дифракцию рентгеновскихлучей или нейтронов, а с появлением быстродействующих компьютеров ее стали вычислять методомкомпьютерного моделирования, основываясь на имеющихся данных о природе сил, действующих междумолекулами, или на предположениях об этих силах, а также на законах механики Ньютона. Сравниваярадиальные функции распределения, полученные теоретически и экспериментально, можно проверитьправильность предположений о природе межмолекулярных сил.
Дано:
g = 10м/с² - ускорение свободного падения
Vo = 40м/c - начальная скорость
t1 = 2c
t2 = 5c
Найти:
V1 и V2 - соответствующие скорости тела, u2 - перемещение тела,
S2 - пройденный путь
Вертикальная координата х тела равна
х = Vot - 0,5gt²
или
х = 40t - 0,5·10t²
Исследуем эту функцию, найдём её нули
40t - 5t² = 0
5t(8 - t) = 0
t = 0, t = 8
Итак, через 8с тело упадёт на землю.
Через 4с оно достигнет высшей точки
Найдём координату х высшей точки
хmax = 40·4 - 0,5·10·16 = 80м
Скорость
V = Vo-gt
V1 = 40 - 10·2 = 20м/с (знак "+" показывает, что скорость направлена верх)
V2 = 40 - 10·5 = -10м/с (знак "-"показывает, что скорость направлена вниз)
координата тела через 5с
x2 = 40·5 - 0,5·10·25 = 75м
Перемещение тела u = х2 = 75м
После достижения высшей точки (хmax = 80м) тело пролетело вниз ещё 80 - 75 = 5м.
Путь тела S2 = 80 + 5 = 85м