2. Kolokvij iz fizike               Skupina A

Nova Gorica, 19.4. 2000

 

  1. Tanker ima maso 200 tisoč ton, kadar je prazen, in lahko pelje 440 tisoč ton nafte. Predpostavi, da je njegova oblika kvader z dolžino 380 m, širino 60 m in višino 40m. Kako globoko pod morsko gladino je dno tankerja, ko je prazen? Za koliko metrov se potopi, ko je poln? Kaj se zgodi, ko poln tanker zapelje v reko? Gostota morske vode je 1.02 kg/dm3, gostota sladke vode pa 1.0 kg/dm3.

  2. V ogliščih kvadrata s stranico 1 m so pritrjeni naboji: e1 = 1mC, e2 = 1mC,
    e3 = -1mC, e4= - 1mC. Kolikšna je jakost električnega polja v sredini kvadrata (velikost in smer), in kolikšen je elektrostatski potencial na sredini stranice med nabojema e1 in e2? (eo = 8.89´10-12 As/Vm).

  3. V toplotno izolirano posodo, v kateri se  nahaja mešanica ledu in vode pri temperaturi 0oC, potopimo grelec z močjo 1 kW. Grelec vključimo, ter v posodi ves čas počasi mešamo, da je temperatura povsod enaka. Temperaturo vode stalno merimo in opazimo, da se prvi dve minuti po vključitvi grelca temperatura ne spremeni, nakar začne temperatura vode linearno naraščati in doseže po 5 minutah od začetka gretja temperaturo 10oC. Nariši graf temperature vode v odvisnosti od časa! Koliko je bilo ledu na začetku v posodi preden smo vključili grelec? Kolikšna je masa vode na koncu v posodi? (specifična toplota vode cp = 4190 J/kgK, talilna toplota ledu qt = 333 kJ/kg)

  4. Izračunaj toplotni tok skozi steno s celotno površino 10 m2. Stena je zgrajena iz 20 cm debele opeke s toplotno prevodnostjo l = 0.8 W/mK in izolirana z 1 cm debelo plastjo stiropora s toplotno prevodnostjo l = 0.05 W/mK. Upoštevaj da je v steni vgrajeno stekleno okno s površino 1 m2. Debelina stekla je 5 mm in njegova toplotna prevodnost 1 W/mK. Kolikšen del toplotnega toka gre skozi okno? Temperaturna razlika med zunanjo in notranjo stranjo stene je 10 oC.

Dodatna naloga: Vodoravno ležeči valj je predeljen na dva enaka dela z lahkim, temperaturno izoliranim batom, ki se lahko prosto premika vzdolž valja. V vsakem delu posode je na začetku po 1 kg zraka pri temperaturi 20 oC. Plašč valja je toplotno izoliran. Desna osnovna ploskev je v stiku s toplotnim rezervarjem pri 20oC, ki poskrbi, da je temperatura zraka v desnem delu valja ves čas enaka.Zrak v levem delu valja segrevamo, tako da se bat zelo počasi premika proti desni. Toploto nehamo dovajati, ko bat doseže tako lego, da je volumen levega dela posode trikrat večji od desnega dela. Kolikšna je sprememba notranje energije zraka v obeh delih posode pri opisani spremembi? (M = 29 kg/kmol, R = 8300 J/kmol K, cv = 740 J/kgK)

 

2. Kolokvij iz fizike                   Skupina B

 

  Nova Gorica, 19.4.2000

 

  1. Tanker ima maso 200 tisoč ton, kadar je prazen. Predpostavi, da je njegova oblika kvader z dolžino 400 m, širino 70 m in višino 50m. Kako globoko pod morsko gladino je dno tankerja, ko je prazen? Ko je poln tovora, mu sega voda do višine 40 m nad dnom. Kolikšna je teža tovora, ki jo zmore prevažati tanker?  Kaj se zgodi, ko poln tanker zapelje v reko? Gostota morske vode je 1.02 kg/dm3, gostota sladke vode pa 1.0 kg/dm3.

  2. V ogliščih pravokotnika s stranico a = 2 m in b = 1 m so pritrjeni naboji: e1 = 1mC, e2 = 1mC, e3 = -1mC, e4= -1mC. Kolikšna je jakost električnega polja v sredini pravokotnika (velikost in smer), in kolikšen je elektrostatski potencial na sredini stranice a med nabojema e1 in e2? (eo = 8.89´10-12 As/Vm).

  3. V toplotno izolirano posodo, v kateri se  zdrobljen led pri temperaturi -5oC, potopimo grelec z močjo 1 kW. Grelec vključimo, ter v posodi ves čas počasi mešamo, da je temperatura povsod enaka. Temperaturo ledu stalno merimo in opazimo, da po vključitvi grelca temperatura linearno narašča in doseže 0oC po treh minutah, nakar ostane temperatura konstantna nadaljni dve minuti. Nariši graf temperature ledu v odvisnosti od časa! Koliko je bilo ledu na začetku v posodi preden smo vključili grelec? Koliko ledu se je stalilo po petih minutah od vključitve grelca? (specifična toplota ledu cp = 2220 J/kgK, talilna toplota ledu qt = 333 kJ/kg)

  4. Izračunaj toplotni tok skozi 2 cm debelo dno valjaste posode s površino 10 dm2. Dno je sestavljeno iz bakra in aluminija: srednji del posode z radijem 2 cm je bakren, preostali del posode je sestavljen iz 1 cm debele plasti bakra in 1 cm debele plasti aluminija. Temperaturna razlika med zunanjo in notranjo stranjo posode je 1oC. Toplotna prevodnost aluminija je 235 W/mK, bakra pa 401 W/mK.

Dodatna naloga: Vodoravno ležeči valj je predeljen na dva enaka dela z lahkim, temperaturno izoliranim batom, ki se lahko prosto premika vzdolž valja. V vsakem delu posode je na začetku po 1 kg zraka pri temperaturi 20 oC. Plašč valja je toplotno izoliran. Desna osnovna ploskev je v stiku s toplotnim rezervarjem pri 20oC, ki poskrbi, da je temperatura zraka v desnem delu valja ves čas enaka.Zrak v levem delu valja segrevamo, tako da se bat zelo počasi premika proti desni. Toploto nehamo dovajati, ko bat doseže tako lego, da je volumen levega dela posode trikrat večji od desnega dela. Kolikšna je sprememba notranje energije zraka v obeh delih posode pri opisani spremembi? (M = 29 kg/kmol, R = 8300 J/kmol K, cv = 740 J/kgK)