Контрольная работа по «Физике»

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

Российской Федерации

ФГБОУ ВО

«УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Контрольная работа

по учебной дисциплине

«Физика»

Исполнитель:

Преподаватель:

Екатеринбург

2019+

Задачи №№ 1.19, 1.32, 2.6, 2.31, 3.5, 3.31, 4.10, 4.32

1.19. Покоившийся вначале маховик под действием постоянного вращающего момента за 10 с приобрел кинетическую энергию в

2∙10–4 Дж.  Определить, сколько оборотов совершил маховик за это время, если его момент инерции равен 400 кг∙м2

Решение

Угловая скорость ω маховика к моменту времени t при отсутствии начальной скорости равна

                              [pic 1]                               (1)

Кинетическая энергия вращения

                             [pic 2]                           (2)

J – момент инерции,        

[pic 3] - угловое ускорение.

Угловой путь φ и число оборотов N

                                              [pic 4]                   (3)

Выражаем из (2) ω и подставляем в (3)

                                    [pic 5]                       (4)

проверка размерности

                    [pic 6] (безразмерная)

вычисление [pic 7]об ?!  Ошибка в числовых данных условия, по-видимому, Ек  = 2∙104 Дж, тогда

                          [pic 8]

Ответ: [pic 9]оборотов при условии Ек  = 2∙104 Дж

1.32. Идеальная холодильная машина, работающая по обратному циклу Карно, берет теплоту от холодильника с водой при температуре 00С и передает кипятильнику с водой при температуре 1000С. Определить массу воды, которую нужно заморозить в холодильнике, чтобы превратить в пар 1 кг воды в кипятильнике?

Решение

 На рисунке изображён обратный цикл Карно в координатах рV, состоящий из двух изотерм и двух адиабат.

В изотермических процессах

( 2-1) - сжатие, теплота отводится от рабочего тела и (4-3) расширение, теплота подводится (отбирается от охлаждаемого тела), в адиабатных процессах (3-2) и (1-4) система теплоизолирована и суммарная работа в них равна нулю.[pic 10]

Таким образом, тепло [pic 11] отбирается от холодного тела [pic 12]  и передаётся горячему. Работа газа за цикл в целом отрицательна, и обеспечивается работой внешних сил (двигателем).

Так работает холодильная машина или т.н. «тепловой насос».

 Для идеальной машины Карно выполняется соотношение  

                                 [pic 13]                     (1)

Т1 – температура горячего тела (в данном случае кипятильника)

Т2 – температура охлаждаемого тела (замерзающей воды)

В данном случае

                                        [pic 14]

λ – удельная теплота плавления (кристаллизации),

r – удельная теплота парообразования.

Получаем

                        [pic 15]

вычисление

                        [pic 16] кг