1. Поверхностное натяжение жидкости. Коэффициент поверхностного натяжения жидкости. Явления смачивания и не смачивания. Краевой угол. 2. Активное, индуктивное и емкостное сопротивление в цепи переменного тока. Закон Ома для цепи переменного тока. 3. Для приготовления чая турист положил в котелок лёд массой 2 кг, имеющий температуру 0°С. Какое количество теплоты необходимо для превращения этого льда в пар при температуре 100°С? Энергию, израсходованную на нагревание котелка, вчитывать.

Вопросы к экзамену:

1. Поверхностное натяжение жидкости — это явление, обусловленное силами межмолекулярного взаимодействия, которое стремится уменьшить площадь поверхности жидкости. Коэффициент поверхностного натяжения (σ) — это физическая величина, равная отношению силы поверхностного натяжения к длине смоченной поверхности. Явления смачивания и не смачивания зависят от соотношения сил адгезии (притяжения между молекулами разных тел) и когезии (притяжения между молекулами одного тела). Краевой угол (θ) — угол между поверхностью жидкости и поверхностью твердого тела в точке касания.
2. Активное сопротивление (R) — часть полного сопротивления цепи переменного тока, в которой электрическая энергия преобразуется в тепловую. Индуктивное сопротивление (X_L) — сопротивление, оказываемое катушкой индуктивности переменному току, возникающее из-за явления самоиндукции. Емкостное сопротивление (X_C) — сопротивление, оказываемое конденсатором переменному току, связанное с накоплением заряда на его пластинах. Закон Ома для цепи переменного тока: сила тока в цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна полному сопротивлению цепи: \( I = \frac{U}{Z} \), где \( Z = \sqrt{R^2 + (X_L - X_C)^2} \) — полное сопротивление цепи.

3. Решение задачи:

   Для решения задачи необходимо рассчитать количество теплоты, необходимое для:

   1. Плавлений льда (переход из твердого состояния в жидкое при 0°С).
   2. Нагрева воды (от 0°С до 100°С).
   3. Парообразования воды (переход из жидкого состояния в газообразное при 100°С).

   Дано:
   m_лёд = 2 кг
   T_{нач.лёд} = 0°С
   T_{кон.вода} = 100°С
   
   Найти: Q_общ — ?

   Необходимые константы:
   Удельная теплота плавления льда (λ) = 3.34 × 10⁵ Дж/кг
   Удельная теплоемкость воды (c_в) = 4200 Дж/(кг·°С)
   Удельная теплота парообразования воды (L) = 2.3 × 10⁶ Дж/кг

   Расчет:

   1. Теплота для плавления льда (Q_пл):
      \[ Q_{пл} = λ \cdot m_{лёд} = 3.34 \times 10^5 \text{ Дж/кг} \cdot 2 \text{ кг} = 6.68 \times 10^5 \text{ Дж} \]
   2. Теплота для нагревания воды (Q_нагр):
      \[ Q_{нагр} = c_в \cdot m_{вода} \cdot \Delta T = 4200 \text{ Дж/(кг} \cdot °\text{С)} \cdot 2 \text{ кг} \cdot (100 \text{ } \degree\text{С} - 0 \text{ } \degree\text{С}) = 4200 \cdot 2 \cdot 100 = 8.4 \times 10^5 \text{ Дж} \]
   3. Теплота для парообразования воды (Q_пар):
      \[ Q_{пар} = L \cdot m_{вода} = 2.3 \times 10^6 \text{ Дж/кг} \cdot 2 \text{ кг} = 4.6 \times 10^6 \text{ Дж} \]
   4. Общее количество теплоты (Q_общ):
      \[ Q_{общ} = Q_{пл} + Q_{нагр} + Q_{пар} = 6.68 \times 10^5 \text{ Дж} + 8.4 \times 10^5 \text{ Дж} + 4.6 \times 10^6 \text{ Дж} \]
      \[ Q_{общ} = (0.668 + 0.84 + 4.6) \times 10^6 \text{ Дж} = 6.108 \times 10^6 \text{ Дж} \]

   Ответ: Необходимо примерно 6.108 × 10⁶ Дж теплоты.