1

„

FIZYKA DLA GEOGRAFÓW”

/Pytania i problemy, seria III/

1. Uzupełnij poniższe stwierdzenie:

”Ciśnienie („naprężenie wewnętrzne”) w cieczy lub gazie działa zawsze . . .
. . . do ścianek naczynia”.
Podaj przykład ilustrujący to stwierdzenie.

2. Podaj i omów wzór na ciśnienie hydrostatyczne w cieczy.

3. W jeziorze pływa śmiałek, który chciałby zanurzyć się na głębokość 10 m.

Oblicz, ile wynosi ciśnienie hydrostatyczne na tej głębokości.

4. Na podstawie odpowiednich wzorów wskaż podobieństwa i różnice pomiędzy:

ciśnieniem hydrostatycznym w wodzie na głębokości

h

i ciśnieniem aerostatycznym

(atmosferycznym) w powietrzu na wysokości

h

nad powierzchnią Ziemi.

5. Korzystając z odpowiednich danych tablicowych oblicz ciśnienie słupa rtęci o wyso-

kości

h

= 760 mm (ciśnienie hydrostatyczne na głębokości

h

= 760 mm w rtęci).

Jak (w odniesieniu do ciśnienia atmosferycznego) nazywa się ta wartość ciśnienia ?

6. Podaj i omów prawo Pascala.

7. Co to jest siła wyporu ? Podaj przykład.

8. Podaj prawo Archimedesa.

9. Podaj warunek pływania ciała stałego w cieczy.

10. Znając gęstości lodu oraz wody i alkoholu etylowego pokaż, że lód pływa wodzie

a tonie w alkoholu etylowym. (Skorzystaj z tablic fizycznych).

11. Czy możesz wskazać przykład cieczy, w której pływałby kawałek ołowiu ?

12. Korzystając z formuł wyprowadzonych na wykładzie oblicz

jaka część

góry lodowej

jest zanurzona pod powierzchnią wody (a jaka znajduje się nad powierzchnią).

13. Postępując w sposób analogiczny jak na wykładzie wykaż, że ciało tonie w płynie,

jeśli jego gęstość jest większa od gęstości płynu

.

14. W doświadczeniu z kuciem kawałka ołowiu zaobserwowaliśmy wzrost jego

temperatury. Dlaczego z tym faktem związany jest wzrost energii wewnętrznej
ołowiu ?

15. Podaj przykłady procesów fizycznych, które mogą prowadzić do zmiany energii

wewnętrznej ciała.

16. Podaj, co składa się na wielkość energii wewnętrznej ciała.

2

17. Podaj, jak obliczamy

zmiany

energii wewnętrznej ciała.

18. Sformułuj zasadę zachowania energii dla procesów cieplnych.

19. Co w fizyce oznacza pojęcie temperatury ? Podaj jednostkę temperatury.

20. Wyjaśnij, jak działa termometr cieczowy i jakie zjawiska fizyczne leżą

u podstaw jego działania.

21. Omów od strony fizycznej proces pomiaru temperatury ciała ludzkiego

termometrem lekarskim.

22. Wkładasz do gorącej wody zimną łyżeczkę. Po pewnym czasie temperatura łyżeczki

wzrośnie. Opisz, jak wygląda mikroskopowy mechanizm wzrostu temperatury łyżeczki.

23. Co w fizyce oznacza pojęcie ciepła ? Czy jest ono tożsame z popularnym

stwierdzeniem: „jest ciepło” ?

24. Oblicz, jakiej temperaturze wyrażonej w kelwinach odpowiada temperatura:

a) 23

0

C

b) -13

0

C

c) -78

0

C

d) 57

0

C

25. Jak wygląda mikroskopowy obraz cząsteczek w gazie ? Co to jest gaz doskonały ?

26. Jakie parametry makroskopowe opisują stan danej ilości gazu ?

27. Podaj równanie stanu gazu doskonałego, omów wielkości w nim występujące

i ich jednostki.

28. Wychodząc z równania stanu gazu doskonałego pokaż jak zależy objętość

V

danej

ilości gazu doskonałego od jego temperatury

T

, przy stałym ciśnieniu (przemiana

izobaryczna). Narysuj schematyczny wykres zależności

V

(

T

). Wskaż, którą ze skal

temperatur (Celsjusza lub Kelwina) wybrałeś.

29. Jak dla gazu doskonałego zależy objętość gazu od jego ilości (liczby moli), przy stałej

temperaturze i stałym ciśnieniu ?

30. Postępując podobnie jak w pyt. 28 pokaż jak zależy objętość zajmowana przez daną

ilość gazu doskonałego (stała liczba moli) od jego ciśnienia, przy stałej temperaturze.

31. Jaki jest mikroskopowy obraz procesów: a) parowania cieczy, b) topnienia ciała

stałego ? Wyjaśnij, dlaczego w obu procesach nie obserwuje się wzrostu temperatury
mimo dostarczanego ciepła.

32. Czy parowanie wody zachodzi tylko w temperaturze 100

0

C ? Uzasadnij odpowiedź.

33. Jak nazywa się zmiana stanu skupienia ciała ze stanu stałego do stanu gazowego ?

34. Co to jest rozszerzalność cieplna ciał ? Jaki jest jej obraz mikroskopowy ?

3

35. Most o długości 100 m wydłuża się w lecie o 10 cm (w stosunku do warunków

zimowych). O ile wydłuży się w tych samych warunkach sąsiadujący z nim mostek
nad dopływem rzeki, który ma 7 m długości ?

36. W wodzie pływają kawałki lodu. Zauważasz, że ilość lodu nie zmienia się.

Czy na tej podstawie możesz stwierdzić jaka jest temperatura wody ?
Odpowiedź uzasadnij.

37. Ogrzewamy dwa kawałki lodu: jeden o masie 2 kg a drugi o masie 6 kg.

Oba mają tę samą temperaturę. Dostarczasz do obu kawałków tyle ciepła,
że doprowadzasz do ich całkowitego stopienia. Ile razy więcej ciepła musisz
dostarczyć do drugiego kawałka. Uzasadnij odpowiedź.

38. Masz dwa kawałki metalu o temperaturze 20

0

C; pierwszy ma masę

m

1

= 0,1 kg, a drugi – masę

m

2

= 0,5 kg. Temperaturę pierwszego kawałka

podnosisz do 60

0

C, drugiego zaś do 100

0

C. Ile razy więcej ciepła

należy dostarczyć do drugiego kawałka ?

39. Podaj przykłady dobrych i złych przewodników ciepła.

40. Wyjaśnij, jak, z punktu widzenia fizyki, można wytłumaczyć fakt,

że sweter zapewnia nam poczucie ciepła i nie marzniemy w nim.

41. Wymień i opisz podstawowe mechanizmy przepływu ciepła.

42. Co to jest dyfuzja ? Jak można wyjaśnić to zjawisko od strony mikroskopowej ?

Podaj jego przykłady.

43. Opisz, jaki wpływ na środowisko geograficzne Ziemi mają następujące cechy fizyczne

wody:

•

duże ciepło właściwe,

•

duże ciepło parowania,

•

duże ciepło topnienia,

•

spadek gęstości wody przy zamarzaniu.

44. Na czym polega nietypowa zależność gęstości wody od temperatury i jakie

są tego konsekwencje dla powstania i utrzymaniu życia na Ziemi?

Piotr Jaracz

Krzysztof Karpierz

Warszawa, 5 maja 2005

geo seria 3-05.doc