Решение заданий теста по физике: Свойства веществ

Ниже представлены решения заданий теста по физике, оформленные для удобного переписывания в тетрадь. Задание 1. Свойства жидкостей Правильные ответы: 1. Обладают текучестью. 2. Практически несжимаемы. 3. Частицы этих веществ обладают как существенной кинетической энергией движения, так и большой потенциальной энергией взаимодействия. 4. Обладают только ближним порядком в расположении частиц вещества. Задание 2. Свойства кристаллических тел Правильные ответы: 1. Наличие кристаллической решётки. 2. Анизотропия. 3. Постоянная температура плавления. Задание 3. Свойства аморфных тел Правильные ответы: 1. Изотропия. 2. Текучесть. 3. Изменяющаяся температура плавления. Задание 4. Ближний порядок (аморфные тела и жидкости) Правильные ответы: Стекло, Пластилин, Смола, Вода, Подсолнечное масло. Задание 5. Определение анизотропии Правильный ответ: Зависимость свойств кристалла от направления. Задание 6. Расчет механического напряжения Дано: \(\epsilon = 0,0005\) \(E = 130 \text{ ГПа} = 130 \cdot 10^9 \text{ Па}\) Решение: По закону Гука: \[ \sigma = E \cdot \epsilon \] \[ \sigma = 130 \cdot 10^9 \cdot 0,0005 = 65 \cdot 10^6 \text{ Па} = 65 \text{ МПа} \] Ответ: 65 Задание 7. Изменение относительного удлинения Решение: Относительное удлинение \(\epsilon = \frac{F}{E \cdot S}\). Когда проволоку складывают пополам два раза, она становится в 4 раза короче, а площадь её поперечного сечения \(S\) увеличивается в 4 раза (так как теперь это 4 параллельных отрезка). При неизменной силе \(F\): \[ \epsilon_2 = \frac{F}{E \cdot (4S)} = \frac{1}{4} \epsilon_1 \] Ответ: Уменьшилось в 4 раза. Задание 8. Абсолютное удлинение Дано: \(L = 7 \text{ м}\) \(S = 1,3 \text{ мм}^2 = 1,3 \cdot 10^{-6} \text{ м}^2\) \(F = 87 \text{ Н}\) \(E = 210 \text{ ГПа} = 210 \cdot 10^9 \text{ Па}\) Решение: \[ \Delta L = \frac{F \cdot L}{E \cdot S} \] \[ \Delta L = \frac{87 \cdot 7}{210 \cdot 10^9 \cdot 1,3 \cdot 10^{-6}} = \frac{609}{273000} \approx 0,00223 \text{ м} \approx 2,23 \text{ мм} \] Ответ: 2,23 Задание 9. Масса кольца Дано: \(d = 3 \text{ см} = 0,03 \text{ м}\) \(F_{\text{дин}} = 100 \text{ мН} = 0,1 \text{ Н}\) \(\sigma = 510 \text{ мН/м} = 0,51 \text{ Н/м}\) \(g = 10 \text{ м/с}^2\) Решение: Сила, фиксируемая динамометром: \(F_{\text{дин}} = mg + F_{\text{пов}}\). Сила поверхностного натяжения для кольца (две границы раздела): \(F_{\text{пов}} = 2 \cdot \sigma \cdot \pi \cdot d\). \[ mg = F_{\text{дин}} - 2\sigma\pi d \] \[ m = \frac{F_{\text{дин}} - 2\sigma\pi d}{g} \] \[ m = \frac{0,1 - 2 \cdot 0,51 \cdot 3,14 \cdot 0,03}{10} = \frac{0,1 - 0,096084}{10} \approx 0,00039 \text{ кг} \approx 0,4 \text{ г} \] Ответ: 0,4 Задание 10. Коэффициент поверхностного натяжения Дано: \(d = 0,5 \text{ мм} \Rightarrow r = 0,25 \cdot 10^{-3} \text{ м}\) \(h = 41 \text{ мм} = 0,041 \text{ м}\) \(\rho = 1,26 \text{ г/см}^3 = 1260 \text{ кг/м}^3\) Решение: \[ h = \frac{2\sigma}{\rho g r} \Rightarrow \sigma = \frac{h \rho g r}{2} \] \[ \sigma = \frac{0,041 \cdot 1260 \cdot 10 \cdot 0,25 \cdot 10^{-3}}{2} \approx 0,06457 \text{ Н/м} \approx 65 \text{ мН/м} \] Ответ: 65 Задание 11. Относительная влажность Дано: \(V = 0,3 \text{ мм}^3 = 0,3 \cdot 10^{-9} \text{ м}^3\) \(N = 10^{14}\) \(\rho_{\text{нас}} = 17,3 \text{ г/м}^3\) \(M_{\text{воды}} = 18 \text{ г/моль}\) \(N_A = 6,02 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1}\) Решение: 1. Масса молекул: \(m = \frac{N \cdot M}{N_A} = \frac{10^{14} \cdot 18}{6,02 \cdot 10^{23}} \approx 2,99 \cdot 10^{-9} \text{ г}\). 2. Плотность пара: \(\rho = \frac{m}{V} = \frac{2,99 \cdot 10^{-9}}{0,3 \cdot 10^{-9}} \approx 9,97 \text{ г/м}^3\). 3. Влажность: \(\phi = \frac{\rho}{\rho_{\text{нас}}} \cdot 100\% = \frac{9,97}{17,3} \cdot 100\% \approx 58\%\). Ответ: 58