Курс физики позволяет:
- Дать студентам ряд экономических сведений;
- Ознакомить с основными экономическими показателями важнейших отраслей производства, с темпами роста этих показателей, с некоторыми важнейшими технико-экономическими задачами, решаемыми в настоящее время, с преимуществами внедряемой новейшей техники.
- Привести сравнительные характеристики параметров ранее известного оборудования с новым вступающими в строй, таблицы, диаграммы позволяющие сравнить технико-экономические показатели старых машин с теми, что будут созданы; решение задач с экономическим содержанием.
Покажем это на конкретных примерах тем курса.
Молекулярная физика. Газовые законы
1. В сварочном цехе стоит 40 баллонов ацетилена (C2H2) емкостью 40 л каждый. После 12 ч непрерывной работы давление всех баллонов упало с 1,3 . 107 Па. Определить расход ацетилена и его стоимость, если температура в цехе оставалась неизменной и была равна 32oС. (Стоимость ацетилена по данным НИИКМ: 40 л – 7,4 кг – 1000 руб.)
2. Манометр на баллоне объемом 40 л со сжатым кислородом при температуре – 3oС показывает давление 1,8 . 106 Па, а при температуре 27oС показывает давление 2,2 . 106 Па. Какова масса утечки газа и сколько стоит эта утечка газа? (Стоимость кислорода по данным НИИКМ: 40 л – 8,5 кг – 160 руб.)
3. Из баллона со сжатым кислородом объемом 40 л вследствие неисправности вентиля вытекает газ. При температуре 7oС манометр показывает 50 атм. Через некоторое время при температуре 17oС манометр показывает такое же давление. Какая масса газа вытекла из баллона и какова стоимость вытекшего газа?
Элементы термодинамики
4. Для отопления дачной комнаты размерами 4м х 5м х 3м пользуются электрической печью. Определить стоимость пользования печью в течение 6час., если за это время воздух в комнате нагреется на 10oС. Комната теряет через холодные окна и стены 54,47 Дж в 1 мин. Стоимость энергии 1 кВт-час 2 рубля. Удельная теплоемкость воздуха 1000 Дж/кгoС, а плотность 1,2 кг/м3.
5. Мартеновская печь работает на природном газе. Сколько газа надо израсходовать для выплавки 50т стали, если кпд печи 40%? Начальная температура стали 20oС, ее удельная теплоемкость 0,46 . 103 Дж/кг . oК, удельная теплота плавления 2,7 . 105 Дж/кг, температура плавления 1500oС, теплота сгорания газа 4,4 . 107 Дж/кг. Определить стоимость израсходованного природного газа.
6. Бытовой газовый водонагреватель проточного типа имеет номинальную мощность 21 кВт и кпд 80%. Сколько времени будет наполняться ванна вместимостью 200 л водой, нагретой в нагревателе на 24oС и каков расход газа (в литрах) за это время? При сгорании 1 м3 природного газа выделяется 36 Мдж. Определить стоимость израсходованного природного газа, если стоимость 1 л газа примерно составляет 3 коп.
7. В холодильнике из воды при температуре 10oС за 4 ч получили 300 г льда при температуре –3oС. Какое количество теплоты отдали вода и лед? Какую часть этого количества теплоты составляет от количества электроэнергии потребляемой холодильником из сети, если мощность холодильника 70 Вт? Какова реальная стоимость полученного льда.
8. Для поддержания жилой температуры в комнате требуется в сутки 2400 ккал. Комната на даче отапливается ночью с коэффициентом полезного действия 30%. Сколько березовых дров нужно ежедневно расходовать на отопление и какова их стоимость? 1 кал = 4,19Дж
9. Дачная комната размерами 4м х 5м х 3м теряет через холодные стены и окна 6ккал в минуту. Какое количество дров нужно сжечь в печи с коэффициентом полезного действия 20%, чтобы в течение суток поддержать температуру комнатного воздуха без изменений? Сколько дров нужно сжечь, чтобы дополнительно нагреть воздух на 10oС? 1 кг дров стоит 1 руб 54 коп.
Электродинамика
Работа и мощность электрического тока
1. В электрическом самоваре с кпд 90% нагревают воду от 10oС до 100oС. Какое количество воды можно вскипятить за 30 мин и сколько будет стоить кипячение в таком чайнике при тарифе 2 руб за 1 киловатт-час. Нагревательный элемент чайника сделан из никелевой проволоки длиной 5 м и сечением 0,09 мм2, напряжение сети 220 В.
2. Калорифер служит для обеспечения жилых помещений свежим теплым воздухом. Какое количество теплоты получит комната, если через калорифер ежечасно проходит 20 м3 воздуха, температура которого при входе в калорифер 15oС, а на выходе из него 25oС. Удельная теплоемкость воздуха 1000Дж/кг oС, а плотность 1,2 кг/м3. Определить стоимость работы калорифера за это время, если 1кВт-час стоит 2 руб.
