Дано: m = 0,36 кг – масса шара P2 = 2,8 Н – вес шара в воде ρ = 7100 кг/м³ – плотность цинка (табличная величина) ρв = 1000 кг/м³ – плотность воды (табличная величина) g = 10 Н/кг – ускорение свободного падения (константа)
Решение: В воздухе динамометр покажет вес этого шара P1 равным силе тяжести m*g: P1 = m*g P1 = 0,36 кг * 10 Н/кг = 3,6 Н.
Сила Архимеда, действующая на него в воде равна разности веса в воздухе и в воде: Fа = P1 - P2 Fа = 3,6 Н - 2,8 Н Fа = 0,8 Н.
Если шар сплошной, то его объём V должен быть равен: V = m / ρ V = 0,36 кг / 7100 кг/м³ V ≈ 5*10^(-5) м³ И на него в воде должна действовать сила Архимеда: Fa_сплош = ρв * g * V Fa_сплош = 1000 кг/м³ * 10 Н/кг * 5*10^(-5) м³ Fa_сплош = 0,5 Н.
Т. к. на шар действует сила Архимеда Fa = 0,8 Н больше, чем она должна действовать на сплошной шар Fa_сплош = 0,5 Н, то объём данного шара больше, чем объём сплошного шара, то есть он полый.
Количество теплоты Q, выделившейся при полном сгорании горючего массой m, можно определить как: Q = q*m, где q – удельная теплота сгорания вещества, Дж/кг.
Задание 1. Для каменного угля можно принять q = 2,7*10^7 Дж/кг, тогда m = Q/q m = (1,5*10^8 Дж) / (2,7*10^7 Дж/кг) = 5,56 кг.
Задание 2. 2.1 Для пороха можно принять q = 0,38*10^7 Дж/кг, Q = 25 г * 0,38*10^7 Дж/кг, Q = 0,025 кг * 0,38*10^7 Дж/кг, Q = 95000 Дж = 95 кДж. 2.2 Для торфа можно принять q = 1,4*10^7 Дж/кг, Q = 500 кг * 1,4*10^7 Дж/кг, Q = 7*10^9 Дж = 7 ГДж. 2.3 Для каменного угля можно принять q = 2,7*10^7 Дж/кг, Q = 1500 кг * 2,7*10^7 Дж/кг, Q = 40,5*10^9 Дж = 40,5 ГДж.
m = 0,36 кг – масса шара
P2 = 2,8 Н – вес шара в воде
ρ = 7100 кг/м³ – плотность цинка (табличная величина)
ρв = 1000 кг/м³ – плотность воды (табличная величина)
g = 10 Н/кг – ускорение свободного падения (константа)
Решение:
В воздухе динамометр покажет вес этого шара P1 равным силе тяжести m*g:
P1 = m*g
P1 = 0,36 кг * 10 Н/кг = 3,6 Н.
Сила Архимеда, действующая на него в воде равна разности веса в воздухе и в воде:
Fа = P1 - P2
Fа = 3,6 Н - 2,8 Н
Fа = 0,8 Н.
Если шар сплошной, то его объём V должен быть равен:
V = m / ρ
V = 0,36 кг / 7100 кг/м³
V ≈ 5*10^(-5) м³
И на него в воде должна действовать сила Архимеда:
Fa_сплош = ρв * g * V
Fa_сплош = 1000 кг/м³ * 10 Н/кг * 5*10^(-5) м³
Fa_сплош = 0,5 Н.
Т. к. на шар действует сила Архимеда Fa = 0,8 Н больше, чем она должна действовать на сплошной шар Fa_сплош = 0,5 Н, то объём данного шара больше, чем объём сплошного шара, то есть он полый.
ответ: шар полый.
Q = q*m, где
q – удельная теплота сгорания вещества, Дж/кг.
Задание 1.
Для каменного угля можно принять q = 2,7*10^7 Дж/кг, тогда
m = Q/q
m = (1,5*10^8 Дж) / (2,7*10^7 Дж/кг) = 5,56 кг.
Задание 2.
2.1 Для пороха можно принять q = 0,38*10^7 Дж/кг,
Q = 25 г * 0,38*10^7 Дж/кг,
Q = 0,025 кг * 0,38*10^7 Дж/кг,
Q = 95000 Дж = 95 кДж.
2.2 Для торфа можно принять q = 1,4*10^7 Дж/кг,
Q = 500 кг * 1,4*10^7 Дж/кг,
Q = 7*10^9 Дж = 7 ГДж.
2.3 Для каменного угля можно принять q = 2,7*10^7 Дж/кг,
Q = 1500 кг * 2,7*10^7 Дж/кг,
Q = 40,5*10^9 Дж = 40,5 ГДж.