Республиканская олимпиада по физике 2015, 9 класс, теоретический тур


Мұздай су (10,0 ұпай) Бұл есепті шешу барысында келесі кестелік мәндерді белгілі деп есептеңіз:

Белгілі сөзбайламға сәйкес: «Бұл тек айсбергтің басы ғана». Бұл тұжырым, көрініп тұрған қандай-да бір нәрсенің үлкен бөлігі, айсбергтің су астындағы бөлігі тәріздес, бізден жасырын тұрғанын білдіреді.
1) Айсбергтің су асты бөлігінің көлемінің су бетіндегі бөлігінің көлеміне қатынасын есептеңіз;
2) Суы бар цилиндрлік стақанда, біртіндеп еритін мұз кесегі қалқып жүр. Осы кезде стақандағы су деңгейі қалай өзгереді? Жауабыңызды формулалармен дәлелдеңіз;
3) Қимасының ауданы $S=50$ см$^2$ цилиндрлік стақанға көлемі $V=250$ мл су құяды. Егер стақандағы суда массасы $m=50$ г мұз кесегі қалқып жүретін болса, онда су деңгейінің биіктігін табыңыз; Калориметр, сыртқы ортамен жылуалмаспайтын, қимасының ауданы $S=50$ см$^2$ цилиндрлік стақан болып табылатындығы белгілі. Бірдей калориметрлермен тәжірибелер қатарын жүргізеді, әрбіреуіне массалары бірдей мұз кесектерін салады, бірақ бірдей $t_0$ температурадағы әртүрлі су мөлшерін құяды. Тәжірибе жүргізу барысында, барлық уақытта, барлық калориметрлердегі $h$ су деңгейі өзгермегендігі байқалған, ал калориметрлердегі орныққан $t$ температураның $h$-тан тәуелділігі кесте түрінде келтіріледі.


4) Кестелік мәндерді қолдана отырып, әрбір калориметрдегі мұз кесегінің массасын табыңыз;
5) Кестелік мәндерді қолдана отырып, құйылатын судың бастапқы $t_0$ температурасын табыңыз; Түбіне мұз кесегі қатып қалған калориметрге, көлемі $V=250$ мл су құяды. Біршама көп уақыт өткен соң, мұз кесегі калориметр түбінде қатып тұрғанымен, мұздың қандай-да бір бөлігі еріген, ал калориметрдегі су деңгейі $\Delta h=2,51$ мм шамасына өзгерген.
6) Калориметрдегі су деңгейі төмендеді ме, әлде көтерілді ме?
7) Құйылатын судың бастапқы $t_0$ температурасын табыңыз;
Көлемі $V=250$ мл суды калориметрде $t_0=-4^{\circ}$ С температурасына дейін қайта суытады, одан кейін оған $t=0^{\circ}$ температурадағы тығыздығы $\rho_s=7800$ кг/м$^3$ металл шегені тастайды. Нәтижесінде шегеде мұздың қарқынды түрде кристаллдануы басталады.
8) Шеге калориметрде қалқып жүруі үшін, оның максимальды массасының қандай болу керектігін табыңыз.
посмотреть в олимпиаде

Комментарий/решение: