а) На сколько меньше масса пара, получившегося после полного испарения воды, по сравнению с массой исходной воды

а) Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения энергии. При нагревании воды от 0 градусов до кипения, мы затратили 2,72 кДж энергии. Эта энергия была потрачена на преодоление теплоты парообразования и нагревание воды. Поскольку мы говорим о полном испарении воды, то всю эту энергию мы потратили только на парообразование.

Теплота парообразования \(q\) рассчитывается по формуле:
\[q = m \cdot L_v\]
где \(m\) - масса вещества, \(L_v\) - теплота парообразования.

Поскольку вода испаряется полностью, масса пара будет равна массе исходной воды. Поэтому масса пара, получившегося после полного испарения воды, будет равна массе исходной воды \(m\).

Теплота парообразования воды \(L_v\) составляет 2260 кДж/кг.

Теперь мы можем решить уравнение по массе воды \(m\) и теплоте парообразования \(L_v\):
\[2,72 = m \cdot 2260\]
\[m = \frac{2,72}{2260} \approx 0,0012 \, кг\]

Таким образом, масса пара, получившегося после полного испарения воды, будет примерно равна 0,0012 кг.

Ответ: Масса пара, получившегося после полного испарения воды, меньше массы исходной воды на примерно 0,0012 кг.

б) Для решения этой задачи, мы можем использовать закон сохранения массы. Если масса пара, получившегося после полного испарения воды, будет равна изменению массы груза, то общая масса останется неизменной.

Масса груза \(m_1\) равна 0,2 тонны, что в переводе в килограммы составляет 200 кг.

Масса пара, получившегося после полного испарения воды, равна 0,0012 кг (мы получили это значение в предыдущей задаче).

Теперь мы можем решить уравнение:
\[m_1 = m_2\]
\[200 = m_2\]
\[200 = 0,0012 \cdot g\]
\[g = \frac{200}{0,0012} \approx 166666,67\]

Таким образом, для изменения массы груза на столько же, сколько масса пара, получившегося после полного испарения воды, нам нужно поднять груз на высоту, где его масса уменьшится до примерно 166,67 кг.

Ответ: Нам нужно поднять груз на высоту, где его масса уменьшится до примерно 166,67 кг.

в) Для решения этой задачи, мы можем использовать эффект Доплера. Если длина ракеты уменьшается на величину, равную высоте, на которую был поднят груз, то это означает, что наблюдатель изначально видел ракету в состоянии покоя, а затем, когда ракета начала движение, она приближалась к наблюдателю со скоростью, равной скорости возвышения груза.

Высота поднятия груза, равная изменению длины ракеты, равна \(h\).

Скорость звука воздуха \(v_{зв}\) равна около 343 м/с.

Теперь мы можем решить уравнение по скорости ракеты \(v\):
\[v = v_{зв} - v_{груза}\]
где \(v_{груза}\) - скорость груза.

Так как скорость ракеты и скорость груза равны, мы можем записать:
\[v = v_{зв} - v_{груза} = v_{зв} - \frac{h}{t}\]
где \(t\) - время поднятия груза.

Мы также знаем, что скорость груза равна \(g \cdot t\), где \(g\) - ускорение свободного падения (примерно 9,8 м/с²).

Теперь мы можем решить уравнение по \(t\):
\[v = v_{зв} - \frac{h}{t} = v_{зв} - \frac{h}{\frac{h}{g}} = v_{зв} - g\]

Когда ракета движется со скоростью \(v\), ее длина уменьшается на \(h\). Это происходит из-за эффекта Доплера.

Ответ: Ракета должна иметь скорость \(v = v_{зв} - g\) м/с, чтобы наблюдатель видел, что ее длина уменьшилась на величину, равную высоте поднятия груза.