Визначте роботу (у джоулях), яку виконав газ під час циклічного процесу, якщо під час ізобарного розширення він виконав роботу 300 Дж.
Визначте роботу (у джоулях), яку виконав газ під час циклічного процесу, якщо під час ізобарного розширення він виконав роботу 300 Дж.

Проекция силы тяжести на нормаль к плоскости равна Fn = mgcos45° ;

Поскольку тело не «подпрыгивает» над плоскостью, то N = Fn = mgcos45° ;

Отсюда сила трения Fтр = μN = μmgcos45° ;

Работа силы трения: Aтр = –FтрS
(сила препятствует перемещению, поэтому минус)

S = H/sin45° ;

Aтр = –FтрH/sin45° = –μmgHcos45°/sin45° = –μmgHctg45° ;

Aтр = –μmgHctg45° = –0.2*30*9.8*20 = –1176 Дж ;

Проекция силы тяжести на плоскость равна Fт = mgsin45° ;

Из кинематического уравнения можно найти ускорение:

S = at²/2 ;

a = 2S/t² = 2H/[t²sin45°] ;

Из второго закона Ньютона:

[F–Fт–Fтр]/m = a,     найдём ведущую силу:

F = ma + Fт + Fтр = 2mS/t² + mgsin45° + μmgcos45° =
= ( 2H/[t²sin45°] + g ( sin45° + μcos45° ) ) m ;

Работа ведущей силы:

A = FS = ( 2H/[t²sin45°] + g ( sin45° + μcos45° ) ) mH/sin45° =
= ( 2H/[tsin45°]² + g ( 1 + μctg45° ) ) mH ;

A = ( 2H/[tsin45°]² + g ( 1 + μctg45° ) ) mH =
= ( 40/[17/√2]² + 9.8 ( 1 + 0.2 ) ) 30*20 = ( 8000/289 + 1176 )*6 = 7 220 Дж ;

Работа силы тяжести:

A = mg(–H) = –mgH ;

A = –mgH = –30*9.8*20 = –5 880 Дж .

Как легко видеть – работа ведущей силы на 160 Дж больше суммы работы силы трения и силы тяжести. Эта разница превращается в кинетическую энергию, с которой тело движется в конце.

Испарение имеет большое значение в круговороте воды на Земле, в жизни человека, животных и растений. Например, за вегетационный период капуста с площади 1 га испаряет около 8000 м3, взрослые лиственные деревья за лето с пло­щади 1 га испаряют до 15 000 м3 воды. Оно предохраняет человека, животных и растения от перегрева.
Лишайники, среди которых есть засухоустойчивые формы, могут адсорбировать водяной пар («адсорбция» от слова «по­глощать», т. е. поглощение вещества из раствора или газа по­верхностным слоем твердого вещества или жидкости).
У растений засушливых мест, где воды в почве очень мало, а воздух горячий и сухой, имеются разнообразные при позволяющие уменьшить потерю влаги. У кактусов вместо листьев колючки; так как их поверхность небольшая, то испарение замедлено. У алоэ листья узкие, покрытые восковым налетом, предохраняющим от интенсив­ного испарения. Кактусы накапливают влагу в мясистых стеб­лях, а алоэ — в мясистых листьях. У кактусов незначитель­ная поверхность при большом объеме, толстые, покрытые восковым налетом покровы, плохо пропускающие водяной пар, немногочисленные закрытые устьица. Поэтому даже в сильную жару кактусы испаряют мало воды. У многих расте­ний засушливых мест днем, когда температура воздуха высо­кая, устьица закрыты, а ночью открыты, что уменьшению испарения.
В технике испарение применяется при очистке веществ или разделении жидких смесей перегонкой (получение бен­зина, керосина, солярного масла и др.). Процесс испарения является основой всех процессов сушки материалов. Спускае­мый аппарат космического корабля покрывают специальным, быстро испаряющимся веществом, чтобы устранить его пере­грев от трения при прохождении через слои атмосферы.
У автомобилей, тракторов, зерноуборочных комбайнов ба­ки с горючим плотно закрывают специальными крышками, что предохраняет горючее не только от расплескивания, но и от испарения.
При хранении бензина учитывается тот факт, что он ис­паряется интенсивнее, чем солярка и дизельное масло. Лег­кая испаряемость бензина осложняет его хранение особенно в летнее время, когда интенсивность испарения из-за высо­кой температуры возрастает. Там, где хранится горючее, не должно быть сквозняков; заливать бензином канистры или цистерны лучше полностью (под горло), чтобы площадь поверхности бензина была минимальной.
В повседневной жизни постоянно приходится сталкивать­ся с процессом испарения: мы дуем на горячий чай, чтобы он быстрее остыл; страдаем от холода в мокрой одежде. Для предохранения продуктов от порчи в жаркую погоду их иног­да покрывают влажной тканью. При сильных морозах реко­мендуется смазывать лицо жиром для уменьшения испарения с поверхности кожн и предотвращения ее от переохлаждения.