Курчатов, 2012/13, заключительный этап, 10-11 класс

зад 8 Газ под поршнем на наклонной плоскости

Термодинамика и молекулярная физика › Начала термодинамикиПервый закон, работа газаСосуды с поршнями, газ и пружинасложность 3/10

Цилиндрический сосуд радиусом \(R = 10\) см, в котором находится идеальный газ под поршнем массой \(M = 12{,}7\) кг, закреплен на наклонной плоскости с углом наклона \(\alpha = 30^\circ\). Поршень может скользить без трения вдоль стенок сосуда. Газу сообщают количество теплоты \(Q = 100\) Дж. При этом поршень перемещается на расстояние \(l = 2\) см. Определите изменение внутренней энергии газа. Атмосферное давление \(p_0 = 10^5\) Па.

▶ПодсказкаСкрыть

Подсказка

Запишите первое начало термодинамики. Какое давление создает поршень на газ, если учесть атмосферу и составляющую силы тяжести поршня вдоль наклонной плоскости?

зад 9 Тепловая машина поднимает груз

Термодинамика и молекулярная физика › Начала термодинамикиЦиклы, работа в циклеТепловые двигатели, КПД, цикл КарноРабота и мощностьсложность 5/10

Тепловая машина, использующая в качестве рабочего тела идеальный одноатомный газ, работает по циклу 1-2-3-4-1, изображенному на рисунке. Эта машина приводит в действие механизм, при помощи которого груз массой \(m = 100\) кг поднимается с поверхности земли вертикально вверх с постоянной скоростью \(v = 1\) м/с. Тепловая машина за один цикл работы отдает холодильнику количество теплоты \(Q = 550\) Дж. Найдите длительность одного цикла машины, если на подъем груза идет \(\eta = 50\%\) совершаемой ею работы.

▶ПодсказкаСкрыть

Подсказка

Работа за цикл равна разности теплоты, полученной от нагревателя, и теплоты, отданной холодильнику. Какая мощность нужна, чтобы груз поднимался с заданной скоростью, и как связана эта мощность с работой за один цикл?

зад 10 Тепло в цепи из трёх конденсаторов

Электростатика › КонденсаторыСоединения конденсаторов, вычисление ёмкостейЦепь с конденсатором, установившийся режимсложность 5/10

Три одинаковых изначально незаряженных конденсатора емкостью \(C = 0{,}1\) мкФ каждый соединили в электрическую цепь, схема которой показана на рисунке. Какое количество теплоты выделится после замыкания ключа \(K\)? ЭДС батареи \(\mathcal{E} = 12\) В.

▶ПодсказкаСкрыть

Подсказка

Определите заряды и напряжения на конденсаторах до замыкания ключа и после него. Какая энергия выделится за счет перехода системы из одного состояния в другое?

Источник: Олимпиада «Курчатов» по физике, 2012/13, заключительный этап, 10-11 класс — условия. Задачи перенабраны на botay.pro, решения — по официальным.