Самостоятельное решение задач учащимися (при необходимости проводится разбор задач у доски)

1. В России первую железную дорогу с паровой тягой построил талантливый уральский мастер Мирон Ефимович Черепанов, которому помогал его отец Ефим Алексеевич. Паровоз Черепано­вых начал ходить в августе 1834 года в Нижнем Тагиле на Выйском заводе семьи Демидовых. По железной дороге длиной 854 м перевозили грузы массой до 3, 3 т со скоростью 13—16 км/ч.

Задача. Как изменяется сезонная температура в Нижнем Тагиле, если при этом длина рельс увеличивается на 0, 5 м? Длина рельс при 0 °С равна 814 м.

2. В первый раз было куплено 10 литров керосина при 0 °С, а во второй при 20 °С. На сколько отличается масса 10 литров керосина при 20 °С от массы этого керосина при 0 °С? Принять, что табличное значение плотности керосина дано при 20 °С.

3. Объем керосина при нагревании увеличился на 20 см³. Какое количество теплоты было при этом израсходовано?

4. В Киеве через Днепр построен стальной мост им. Патона. При температуре t ₁= 20 °С длина моста L = 1543 м. Найти изменение длины моста при понижении температуры до
t ₂ = –30 °С.

5. Это случилось в 1199 году, в маленьком бавар­ском городке Ингольштадте, как раз накануне Рождества Христова. Зима в этом году стояла такая суровая, что подобной не могли припомнить самые древние старцы. По словам летописца, «камни трескались от мороза и дикие звери выбегали из своих лесных трущоб, чтобы согреться около человеческого жилья». А. И. Куприн. «Палач»

Вопрос. Почему камни трескались от мороза? Во сколько раз уменьшается объем камня при пониже­нии температуры на 10 °С? Коэффициент линейного расширения камня составляет около 8× 10^-6 °С^-1

6.* Диаметр колеса тепловоза при температуре t ₀ = 0 °С составляет d ₀ = 2 м. Определить, на сколько оборотов меньше колесо сделает летом, при температуре t _l = 35 °С, чем зимой при температуре t ₂ = –25 °С на пути пробега тепловоза s = 200 км. Коэффициент линейного расширения металла колеса α = 1, 2 × 10^-5 °С^-1

7. Стальной шарик массой m = 100 г опущен на нити в керосин. На сколько изменится сила натяжения нити, если всю систему нагреть от t _l = 20 °С до t ₂ = 50 °С?

8. Два одинаковых стальных моста должны быть построены один на севере, другой на юге. Каковы должны быть при 0 °С зазоры, компенсирующие удлинение моста при изменении температуры, если на юге возможны колебания от –10 до +50 °С, а на севере от –50 до +20 °С? При 0 °С длина моста L ₀= 100 м, коэффициент линейного расширения стали 10^-5 °С ^-1

9 . Одинаково ли меняются при нагревании размеры сплошного стержня и трубки, если у них одинаковые диаметр, длина и материал?

10. Нарушится ли равновесие чувствительных весов, если одно плечо коромысла нагреть?

11. Часто у литых чугунных колёс спицы делают не прямыми, а изогнутыми. С какой целью?

1 2. Посуда, изготовленная из кварца, выдерживает резкие изменения температуры. Раскалённый кварцевый стакан можно без вреда для него опустить в холодную воду. Чем объясняется такое свойство кварца?

13. Сила давления жидкости на дно сосудов, показанных на рисунке одинакова (площадь дна сосудов одинакова). Как будет меняться сила давления на дно этих сосудов при нагревании жидкости? Считайте, что тепловым расширением сосудов можно пренебречь.

14. Как отразилось бы на показаниях термометра равенство коэффициентов расширения стекла и ртути?

15. Почему при кладке кирпичных печей для скрепления кирпичей используют глиняный раствор, а не, например, цементный (хотя он более твердый)?