ГДЗ-Физика-задачник-10кл-Рымкевич-2004-www.frenglish.ru.djvu (991536), страница 25
Текст из файла (страница 25)
Решение. Согласно общим соотношениям для волновых процессов частота звука связана с длиной волны Х и скоростью распространения звука и следующим образом: 1 о ч= — =— Т Вычисления: 340 м/с 79 Г „. 4,3 м 340 м/с 1360 1 ц 0,25 м Ответ: ч1 = 79 Гц; уз= 1860 Гц. 439.
Частотный диапазон рояля от 90 до 9000 Гц. Найти диапазон длин звуковых волн в воздухе. Решение. Связь длины звуковой волны Х с частотой ч определяется формулой Х = о, где и — скорость звука. ч Подставляя в зту формулу значение частот для нижней ч и верхней ч границ диапазона частот, находим соответствующие границы диапазона длин волн: 340 м/с 8 8 м' 90 Гц 340 м/с 0 038 М.
9000 Гц Ответ: Х = 8,8 м; 1. = 3,8 ем. 1 Если нет специальных оговорок, считать скорость звука в воздухе 340 м/с, а в воде 1400 м/с. 249 440 Во время грозы человек услышал гром через 15 с после вспышки молнии. Как далеко от него произошел разряду Решение. Поскольку скорость света (и 300 000 000 м/с) много больше скорости звука и = 340 м/с, можно считать, что световой сигнал от молнии достигает человека практически мгновенно. Следовательно, промежуток времени между увиденной вспышкой молнии и услышанным громом приближенно равен времени т распространения звукового сигнала от области вспышки молнии до наблюдателя, таким образом, расстояние между наблюдателем и местом вспышки равно з = ит = 340 м/с ° 15 с = 5100 м = 5,1 км. Ответ: в = 5 км. 441 ° Когда наблюдатель воспринимает по звуку, что самолет находится в зените, он видит его под углом а = 73' к горизонту.
С какой скоростью летит самолет? Решение. За время Л~ распространения звука от самолета в зените (точкаА на рисунке 87) самолет долетит до точки В. Таким образом, .4С = озв1'* АВ= иМ, где и — скорость самолета, о„— скорость звука. Поскольку АВ =АС сед а, то и= изв с1да = 330 м/с с$д 73'= = 101 м/с = 363 км/ч. Рис. 81 Ответ: и = 101 м/с. 250 442. Мотоциклист, движущийся по прямолинейному участку дороги, увидел, как человек, стоящий у дороги, ударил стержнем по висящему рельсу, а через 2 с услышал звук. С какой скоростью двигался мотоциклист, если он проехал мимо человека через 36 с после начала наблюдения? Решение. В системе отсчета, связанной с мотоциклистом, звук от удара распространяется со скоростью и = озв, где о — скорость мотоциклиста, озв — скорость звука.
Поэтому расстояние до человека равно з = 1п + п„)Л11. Расстояние з мотоциклист преодолел за время Л22, пОЭтОму з = Ойзз. Тогда бг пав 612 Л11 Вычисления: р = 330 м/с = 19,4 м/с. 36 — 2 Ответ: о = 19,4 м/с. 443 Звук взрыва, произведенного в воде вблизи поверхности, приборы, установленные на корабле и принимающие звук по воде, зарегистрировали на 45 с раньше, чем он пришел по воздуху. На каком расстоянии от корабля произошел взрыв? РЕШЕНИЕ.
ПуСтъ Пзв1 — СКОрОСтъ ЗВуКа В ВОЗдуХЕ, а п„х — скорость звука в воде. Тогда расстояние от корабля до места взрыва равно з = п„ф + Л2) = п„22, откуда 2(о„2 — п„1) = о„1лг. наконец, Озв1 "зв2б1 3 = зв2 зв1 Вы числе н ия? 340. 1400 45 г ) 2 104м=20км 1400 — 340 Ответ: з = 20 км. 251 445 Кто чаще взмахивает крылышками при полете — комар или муха? Решение. Звук, издаваемый летящим комаром, заметно выше по тону звука, издаваемого мухой.
Частота звука (а значит, и высота тона) определяется частотой колебаний крыльев насекомого. Поэтому частота колебаний крыльев у комара больше. 446 Как на слух отличить, работает ли электродрель вхолостую или сверлит отверстие? Решение. Высота звукового тона, издаваемого дрелью, пропорциональна частоте вращения, которая выше у дрели в режиме холостого хода. 447. Расстояние до преграды, отражающей звук, 68 м. Че- рез сколько времени человек услышит эхо? Решение.
Время запаздывания зха равно Ьг= — = — с=0,4с. 2з 2 68 о„ 340 448. При измерении глубины моря под кораблем при помо щи эхолота оказалось, что моменты отправления и приема ультразвука разделены промежутком времени 0,6 с. Какова глубина моря под кораблем? Решение. Глубина моря равна озв'~~ Н = —" = 420 м. 2 Ответ: Н = 420 м. 449, почему в пустом зрительном зале звук громче и раска- тистей, чем в зале, заполненном публикой? Решение. В зале, заполненном зрителями, звук поглощается, в то время как в пустом зале звук многократно отражается от стен.
252 ГЛАВА Ч Молекулярная физика и термодинамика Основы молекулярно- кинетической теории 22. Количество вещества. Постоянная Авогадро. Масса и размеры молекул. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов ' 451 ° Какова масса бОО моль углекислого газа? Решение. Моль любого вещества содержит одно и то же число молекул, равное постоянной Авогадро 23 -1 Хл = 6,02 10 моль . Масса молекулы углекислого газа, состоящей из атома углерода (относительная атомная масса 12 а.
е. м.) и двух атомов кислорода (относительная атомная масса 16 а. е. м.), равна (12+ 2 16) а. е. м. = 44 а. е. м. Так как 1 а. е. м. = 1,66 10 кг, то масса одной молекулы углекислого газа пгсо =44 1,66" 10 кг= 7,3 10 кг. 2 Следовательно, молярная масса углекислого газа равна: М=)у.. асс = 2 = 6,02 10 моль 7,3 10 кг = 0,044 кг/моль. При решении задач этого параграфа следует пользоваться для нахождения относительной молекулярной массы таблицей Менделеева, округляя значения до двух-трех значащих цифр. 253 Отсюда находим массу 500 моль углекислого газа: тово = 500 М = 500 моль 0,044 кг/моль = 22 кг. Ответ: лтзоо = 22 кг.
452. Какой объем занимают 100 моль ртути? Решение. Как следует из таблицы Менделеева, относительная атомная масса ртути равна 200 а. е. м. Следовательно, масса молекулы ти = 200 1,66 . 10 кг = 3,32 . 10 кг. Умножив зту величину на постоянную Авогадро, находим молярную массу ртути: М = 6,02 10 моль 3,32 10 кг = 0,2 кг~моль. Тогда объем 100 моль ртути 100М 1ОО = где р„— плотность ртути. нх Вычисления: 100 моль 0,2 кг/моль 0 0015 3 1ОО = з 13 600 кг/м Ответ: Рп = 1,5 л. 453 Сравнить массы и объемы двух тел, сделанных соответственно из олова и свинца, если в них содержатся равные количества вещества.
Решение. Масса нь тела с заданным количеством ве- щества ч равна: где Фд — постоянная Авогадро. Молярные массы олова и свинца, согласно таблице Менделеева, равны со- 254 ответственно 119 г/моль и 207 г/моль, а их отношение 1:1,7. Таким же будет по формуле (1) отношение масс равного количества этих веществ. Объем у моль вещества плотностью р определяется соотношением 1' = т/р и формулой (1): 1 =УЖА— Р Откуда следует, что отношение объемов равного количества разных веществ равно отношению параметров М/р для этих веществ. Для олова и свинца это соотношение, согласно таблице Менделеева и известной плотности, равно: (Мэ /Рэ ) 110 11 300 = 1 7 (Мгь/Ргь) 207 7300 Ответ: у тела из свинца масса в 1,7 раза, а объем в 1,1 раза больше, чем у тела нз олова.
454. Какой объем займет водород, содержащий такое же количество вещества, какое содержится в азоте объемом 2 м 7 Какой объем займет кислород, содержащий такое же з количество вещества? Температура и давление газов одинаковьь Решение. Согласно уравнению р) =Мат, где р — давление газа, )г — его объем, Ю вЂ” число частиц, Т вЂ” температура и )с — постоянная Больцмана, при равном количестве вещества, одинаковых температуре и давлении объем газа один и тот же. Он не зависит от сорта молекул. Поэтому и водород и кислород займут тот же объем 2 и, что и азот.
Ответ:$' =2м,)г =2м, э 3 оз н, 255 455. Зная постоянную Авогадро, найти массу молекулы и атома водорода. Решение. Известно, что моль любого вещества содержит одно и то же число молекул. Это число называют постоянной Авогадро 7т'а = 6,02 10 моль . С другой стороны, моль — это единица количества вещества, в котором столько же молекул, сколько их содержится в 0,012 кг изотопа углерода с массовым числом 12 ( С). Молекула водорода содержит два атома водоро- 12 да. Молярная масса атомарного водорода равна 0,001 кг/моль, а молекулярного — 0,002 кг(моль.
Разделив эти величины на постоянную Авогадро, получим: 0,002 кгумоль 3 3 0-2 2 22 6,02 10 моль 0,001 кг/моль 1 7 10-22 глн = 6,02 10 моль Ответ:я2н = 3,3 10 кг; тн = 1,7 10 кг. Н2 456. Сколько молекул содержится в углекислом газе (Соз) массой 1 г? Решение. Относительная атомная масса углекислого газа равна 44 а. е. м. (12+ 2 16).
Так как 1а.е.м.=1,66 10 кг, то т =44 1,66 . 10 кг= 7,3 10 кг. 002 Следовательно, в 1 г этого газа содержится 1 г 0,001 кг 1 37 1022 "'со 7 3 10 — 26 Ответ: 1,37 10 молекул СО2. 256 457 Найти число атомов в алюминиевом предмете массой 135 г. Решение. Относительная атомная масса алюминия равна 27 а. е. м. Следовательно, ты=27 1,66 10 кг=4,5 10 кг, где 1,66 10 кг — атомная единица массы.
Число -27 атомов в алюминиевом предмете массой т %=в т гва! Вычисления: 0,135 кг = 3 . 1024 4„5 10 кг Ответ: Ф = 3 10 атомов. 24 58. На изделие, поверхность которого йбси, нанесен 4 2 слой серебра толщиной 1 мкм. Сколько атомов серебра содержится в покрытии7 Решение. Первым шагом при решении задачи является вычисление объема слоя серебра. Умножая площадь слоя на его толщину, находим: 1г=0,002м 10 м=2 10 м. Умножив полученный объем на плотность серебра рла = 10 500 кг/м, найдем массу слоя: т = 1гр~ = 2 10 м 10 500 кг/м = 2,1 ° 10 кг. 257 9 гешенмсэдиач пофизим ~с — !~ кл. Зная, чему равна 1 а.
е. м., и определяя из таблицы Менделеева атомную массу серебра (108 а. е. м.), находим: т = 108 1,66 10 кг = 1,8 10 кг. Число атомов серебра, содержащееся в покрытии, можно теперь вычислить по формуле Вычисления: Ф= 2,1 10'кг =12. 1020 1,8 10 кг Ответ: Ф = 1,2 10 атомов. 459. Зная постоянную Авогадро Д1а, плотность р данного вещества и его молярную массу М, вывести формулы для расчета числа молекул в единице массы данного вещества; в единице объема„в теле массой ям в теле объемом T. Ма Решение. В единице массы содержится — молекул М данного вещества, а в теле массой т их число равно таад М Масса тела объемом )г равна рг.
Тогда число молекул АР вещества в объеме К равно Наконец, число молекул в единице объема равно Р.~~~ М 258 460. Предельно допустимая концентрация молекул паров ртути (Ня) в воздухе равна 3 10 м, а ядовитого газа хлора 18 -3 (С1 ) — 8,5 10 м . Найти, при какой массе каждого из веществ в одном кубическом метре воздуха появляется опасность отравления. Почему надо быть осторожным при обращении со ртутьюу Решение. Число 18' молекул в одном кубическом метре вещества численно равно его концентрации и.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
