4. Смешали горячую воду массой 0,3 кг и холодную воду неизвестной массы. Используя данные, определите массу холодной воды. t1, горячей воды t2, холодной воды tсм, смеси
i. Запишите формулу для нахождения количества теплоты отданное горячей водой полученное холодной водой
ii. Запишите уравнение теплового баланса для данной задачи
iii. Запишите формулу для определения массы холодной воды
iv. Рассчитайте температуру смеси
Объяснение:
Для решения данной задачи нужно вспомнить Закон Сохранения Импульса (ЗСИ).
Формула (ЗСИ): m1 * v1 - m2 * v2 = (m1 + m2) * v3.
(m1 + m2) - т.к в условии сказано что после столкновения произошло неупругое столкновение, поэтому они будут двигаться как единое целое c определенной скорость v3, которую нужно найти).
(m1 * v1 - m2 * v2) - знак минус стоит так как шары двигаются навстречу друг другу, следовательно направления скорости противоположны.
Исходя из формулы найдем скорость после соударения:
v3 = (m2 * v2 - m1 * v1) / ((m1 + m2) * v3) = (0,2 * 4 + 0,5 * 1) / (0,2 + 0,5) = 0,43 (м/с).
ответ: 0,43 (м/с).
Nп = 80 кВт = 80000 Вт.
m = 1 т = 1000 кг.
V = 20 км/ч = 5,6 м/с.
q = 42,7 *106 Дж/кг.
КПД = 30 %.
S - ?
При сгорании дизельного топлива в двигателе теплохода выделяется количество теплоты Q. Только КПД = 30 % этого количества теплоты тратится на движение теплохода, то есть на выполнения полезной работы Ап.
КПД = Ап * 100 % / Q.
Q = q * m.
При движении теплохода полезную его работу выразим формулой: Ап = Nп * t, где Nп – полезная мощность двигателя, t – время движения теплохода.
При равномерном прямолинейном движении теплохода время его движения t будет отношением пройдённого пути S к скорости его движения V: t = S / V.
Ап = Nп * S / V.
КПД = Nп * S * 100 % / V * q * m.
S = КПД * V * q * m / Nп * 100 %.
S = 30 % * 5,6 м/с * 42,7 *106 Дж/кг * 1000 кг / 80000 Вт * 100 % = 896700 м = 896,7 км.
ответ: дизельного топлива теплоходу хватит на преодоления пути S = 896,7 км.
Объяснение: