Олимпиадные задания по физике

Задачи по физике с ответами для оценки уровня подготовки.

Задача № 1 :

На сколько изменяется внутренняя энергия Царь-пушки массой 40 т при максимальном зарегистрированном в Москве перепаде температуры от + 36 °С до - 42,2 °С? Удельная теплоемкость металла 0,45 кДж/(кг • К).

Ответ: на 1420 МДж.

Задача № 2 :

До какой температуры раскаляется почва в Узбекистане, если внутренняя энергия каждого кубометра изменяется при этом на 93,744 МДж? Начальная температура почвы 17 °С, плотность грунта 1800 кг/м3, его удельная теплоемкость 0,84 кДж/(кг • К).

Ответ: 79 °С.

Задача № 3 :

Самая высокая температура почвы в Туркмении достигает 77 °С. Какова начальная температура куриного яйца-гиганта массой 420 г, зарегистрированного в 1977 г. в Киргизии, если оно получило при засыпании горячим песком 40 кДж энергии? Удельная теплоемкость содержимого яйца 2 кДж/(кг • К).

Ответ: 27 °С.

Задача № 4 :

В 1879 г. на Урале нашли монолит малахита массой 1054 кг. На сколько изменилась его внутренняя энергия, если при перевозке температура возросла на 20 °С?

Ответ: на 25,3 МДж.

Задача № 5 :

В Калининградском музее янтаря хранится уникальная находка массой 2480 г. На сколько изменилась внутренняя энергия этого куска при переносе его в музей, если температура воды в Балтийском море 10 °С, а в музее 20 °С? Удельная теплоемкость янтаря 2 кДж/(кг • К).

Ответ: на 85,6 кДж.

Задача № 6 :

Какова масса куска янтаря, хранящегося в Паланге, если при изменении температуры от 5 до 18 °С его энергия увеличилась на 93,6 кДж?

Ответ: 3600 г.

Задача № 7 :

Самый крупный топаз массой 117 кг был найден на Украине в 1965 г. Как изменится его внутренняя энергия при зимней транспортировке из Москвы в Париж, если средние температуры в этих городах составляют соответственно -10 °С и +3,5 °С? Удельная теплоемкость камня 0,84 кДж/(кг • К).

Ответ: увеличится на 1,33 МДж.

Задача № 8 :

Какова температура воды в самом горячем озере на Камчатке, если для приготовления ванны объемом 200 л температурой 40 °С в нее влили 40 л воды при 10 °С?

Ответ: 50 °С.

Задача № 9 :

Какова летняя температура воды в самом холодном Восточно-Сибирском море, если для получения 10 м3 воды при температуре 20 °С в нее надо добавить 2 л кипятка?

Ответ: 0 °С.

Задача № 10 :

В 1968 г. в Благовещенске выпал крупный град, причем при температуре 0 °С масса одной градины составляла 400-600 г. Сколько спирта надо сжечь, чтобы получить из нею воду при 20 °С? Потерями пренебречь. Удельная теплота сгорания спирта 27 МДж/кг.

Ответ: 6,1-9,2 г.

Задача № 11 :

В 1965 г. в Кисловодске выпал град, который покрыл почву слоем толщиной 75 см. На сколько изменилась внутренняя энергия каждого квадратного метра при его таянии? Насыпная плотность вещества 800 кг/м3.

Ответ: 198 МДж.

Задача № 12 :

В 1843 г. на Урале был найден самородок платины массой 9636 г.
Какова температура плавления платины, если для его переплавки израсходовали 3466 кДж тепла? Удельная теплоемкость платины 140 Дж/(кг* К), удельная теплота плавления 113 кДж/кг, начальная температура 10 °С
1770 °С.

Задача № 13 :

Русский мастер Чохов в XVII в. отлил колокол массой 35 т. Какое количество теплоты потребовалось для приготовления расплава, если начальная температура металла была 20 °С? Удельная теплоемкость сплава 0,4 кДж/(кг • К), температура плавления 1100 °С, удельная теплота плавления 213 Дж/г.

Ответ: 2260 МДж.

Задача № 14 :

В Алмазном фонде Кремля хранится золотой самородок «Лошадиная голова». Какова масса самородка, если для его полного расплавления потребовалось бы 938 кДж тепла?

Ответ: 14 кг.

Задача № 15 :

Золотой самородок «Верблюд» имеет массу 9,3 кг и температуру 15 °С. Какова температура плавления золота, если для переплавки потребовалось бы 1892 кДж тепла?

Ответ: 1064 °С.

Задача № 16 :

При раскопках в Алуште в 1990 г. нашли 17 слитков серебра общей массой 3,5 кг при температуре 5 °С. Какова удельная теплота плавления серебра, если для переплавки потребовалось 254 г газа удельной теплотой сгорания 45 МДж/кг? Потерями пренебречь.

Ответ: 87 кДж/кг.

Задача № 17 :

Какова самая низкая температура, зарегистрированная на арктической станции «Восток», если 200 мл воды температурой 15 °С, вынесенные из помещения и оставленные на ночь, выделили 105 714 Дж энергии?

Ответ: -89,2 °С.

Задача № 18 :

Какая самая низкая температура воздуха в районе реки Индигирки была зарегистрирована, если для получения воды при 18 °С из куска льда объемом 0,5 м3 потребовалось сжечь 6 кг дизельного топлива, удельная теплота сгорания которого 42,7 МДж/кг?

Ответ: -78 °С.

Задача № 19 :

Самовар, изготовленный в Туле в 1922 г., имел емкость 250 л. За сколько времени он закипал при ежеминутном сгорании 600 г дров? Начальная температура воды 10 °С, КПД 40 %, удельная теплота сгорания дров 10 МДж/кг.

Ответ: за 40 мин.

Задача № 20 :

Какую емкость имел новый тульский самовар-рекордсмен, если при КПД 50 % он закипал за 20 мин и потреблял ежеминутно 460 г древесного угля, удельная теплота сгорания которого 35 МДж/кг? Начальная температура воды 15 °С.

Ответ: 450 л.

Задача № 21 :

Сколько древесного угля нужно сжечь, чтобы вскипятить воду в 50 литровом Суксунском самоваре, если начальная температура воды равна 20°С? Удельная теплота сгорания древесного угля 35 МДж/кг?

Ответ: 0,48кг

Задача № 22 :

Самый экономичный тепловой двигатель 1840 г. потреблял 0,77 кг угля при мощности 735 Вт. Каков КПД установки? Удельная теплота сгорания угля 29 Мдж/кг.

Ответ: 12 %.

Задача № 23 :

Самый большой американский бойлер при мощности 1330 МВт дает 4 232 000 кг пара в час. Каков КПД установки, если туда поступает вода при 20 °С?

Ответ: 50%.

Задача № 24 :

Самый мощный дизельный двигатель в Швейцарии имеет мощность 41 920 кВт. Сколько топлива в час он потребляет при работе, если его КПД 35 %? Удельная теплота сгорания топлива 42 МДж/кг.

Ответ: 10,3 т.

Задача № 25 :

Самая крупная нефтеналивная цистерна имеет емкость 1,5 млн баррелей (1 баррель = 158,988 л). Сколько тепла выделяется при полном сгорании нефти? Удельная теплота сгорания нефти 43 МДж/кг, плотность 0,8 т/м3.

Ответ: 1015 Дж.

Задача № 26 :

Крупнейшее месторождение в Уренгое дает 261,6 млрд кубометров газа в год. Какое количество теплоты ежедневно можно получать при его сжигании? Плотность газа 1,2 кг/м3, удельная теплота сгорания газа 50 МДж/кг.

Ответ: 35,6 • 1018 Дж.

Задача № 27 :

Самый крупный ледник Западного Памира имеет объем 144 км3 и среднюю температуру -10 °С. Сколько тепла потребовалось бы для его плавления?

Ответ: 3 • 1020 Дж.

Задача № 28 :

Россия, год 1842, 8 октября. На прииске Царево-Александровский близ города Миасс, что на Южном Урале, найден самородок золота весом 36 кг 16 г. Ныне "Большой треугольник" - так назвали уникальный экземпляр - можно увидеть в Алмазном фонде Московского Кремля. Он считается самым крупным, из сохранившихся в мире. На сколько градусов он нагреется, если получит 18 720 Дж тепла? Удельная теплоемкость золота 0,13 кДж/(кг • К).

Ответ: на 4 °С.

Задача № 29 :

Самородок "Заячьи Уши" имеет массу 3 344,3 г. Каков объем данного самородка?

Задача № 30 :

Самый большой в мире самородок золота был найден в Австралии в 1872г на руднике Хилл-Энд. Самородок имел форму плитки длиной 144 см, шириной - 66 см и толщиной 10 см. Самородок был назван "Плита Холтермана". Чему равна масса самородка?