Горизонтальний циліндр завдовжки 76 см поділений на дві частини тонким рухомим поршнем. Права частина циліндра заповнена киснем, а ліва – вуглекислим газом. Температури і маси обох газів однакові. На якій відстані від правого кінця циліндра розташовано поршень?
Дано:
m=10 кг
c2=4200 дж/кг*с
c1=2100 дж/кг*с
t1=-20 c
t2=0 c
t3=15 c
λ=3,4*10⁵ Дж/кг
Найти:
Q - ?
Решение:
1. Нагревание льда от -20с до 0с: Q1=c1m(-t1-t2) Q1=2100*10*(-(-20)-0)=2100*10*20=420 000 Дж
2. Плавление льда: Q2=λm Q2=3,4*10⁵*10=34*10⁵=3 400 000 Дж
3. Нагревание воды от 0с до 15с: Q3=c2m(t3-t2) Q3=4200*10*(15-0)=4200*10*15=630 000 Дж
Q=Q1+Q2+Q3 Q= 420 000+3 400 000+ 630 000 = 4 450 000 Дж = 4 450 кДж
ответ: На приготовление пошло 4 450 кДж энергии.
Вторая задача:
Дано:
L=2,3*10⁶ Дж/кг
m=10 кг
t1=100 c
t2=20c
c=4200 Дж/кг*с
Найти:
Q-?
Решение:
1.Конденсация водяного пара Q1=-Lm Q1=-2,3*10⁶*10=-23 000 000 Дж
2. Охлаждение воды от 100с до 20с Q2=cm(t2-t1) Q2=4200*10*(20-100)=4200*10*(-80)=-3 360 000 Дж
Q=Q1-Q2 Q=-23 000 000-(3 360 000)= -26 360 000 Дж=-26 360 кДж
ответ: Выделяется 23 360 кДж энергии
Объяснение:
Дано:
m₁ = m - масса воды
m₂ = 2·m₁ = 2·m - масса стальной кастрюли
c₁ = 4200 Дж/(кг·°С) - теплоемкость воды
c₂ = 460 Дж/(кг·°С) - теплоемкость стали
с₃ = 100 Дж/(кг·°С) - теплоемкость ртути
Q₁ / Q₂ - ?
Q₂ / Q₃ - ?
1)
Нагреваем воду:
Q₁ = c₁·m₁·Δt = 4200·m·Δt
2)
Нагреваем кастрюлю:
Q₂ = c₂·m₂·Δt = 460·2·m·Δt = 920·m·Δt
Находим отношение:
Q₁ / Q₂ = 4200·m·Δt / (920·m·Δt) ≈ 4,6
На нагревание воды надо затратить теплоты в 4,6 раза больше, чем на нагревание кастрюли.
3)
Нагреваем ртуть:
Q₃ = c₃·m₃·Δt = 100·m·Δt
Находим отношение:
Q₂ / Q₃ = 920·m·Δt / (100·m·Δt) = 9,2 раза
На нагревание кастрюли надо затратить теплоты в 9,2 раза больше, чем на нагревание ртути.