1) На капельку действуют силы: Сила тяжести: F = m*g Сила со стороны электрического поля: F₁ = E*q = U₁*q/d 2) Сначала капелька была в равновесии: m*g = U₁*q/d 3) Масса капельки: m = U₁*q / (d*g) = 1000*q/(1*10⁻²*10) ; m = 10 000*q; 4) Напряжение изменилось, и сила стала: F₂= U₂*q/d 5) Возникла результирующая сила, направленная вниз: R = F₁-F₂ = q*(U₁-U₂)/d = q*(1000-995)/1*10⁻² = 500*q 6) Возникает ускорение при падении капельки: a = R / m = 500*q / (10 000*q) = 0,05 м/с² = 5*10⁻² м/с² 7) И, наконец, находим время падения: d/2 = a*t²/2 d=a*t² t=√ (d/a) = √ (1*10⁻² / 5*10⁻²) = √ (1/5) = √0,2 ≈ 0,45 с
Дано m₁=5кг t₁=-10°C t₂=900°C c₁=2100 Дж/(кг*°С) - удельная теплоемкость льда c₂=500 Дж/(кг*°С) - удельная теплоемкость стали λ=334 кДж/кг =334000 Дж/кг - удельная теплота плавления льда Найти m₂
В задаче предполагается, что весь лёд растаял и превратился в воду, температура которой 0°С. Температура детали тоже стала 0°С. 1. Лёд нагрелся с -10°С до 0С° (Δt₁=10°C). На это ушло энергии Q₁=m₁Δt₁c₁ 2. Затем лёд расплавился. На это ушло Q=λm₁ 3. Эта энергия взялась от охлаждения железной детали с 900°С до 0°С (Δt₂=900°C). Q₂=m₂Δt₂c₂ Получаем Q₁+Q=Q₂ m₁Δt₁c₁+λm₁=m₂Δt₂c₂ m₂=m₁(Δt₁c₁+λ)/(Δt₂c₂)=5кг*(10°С*2100 Дж/(кг*°С) +334000 Дж/кг )/(900°С*500 Дж/(кг*°С))=5кг*(21000Дж/кг+334000Дж/кг)/(450000Дж/кг)=5кг*355/450=3,9кг
Если же вода, от растаявшего льда нагрелась до температуры большей 0°С, или деталь не успела охладиться до 0°С, то масса детали больше 3,9 кг.
На капельку действуют силы:
Сила тяжести:
F = m*g
Сила со стороны электрического поля:
F₁ = E*q = U₁*q/d
2)
Сначала капелька была в равновесии:
m*g = U₁*q/d
3)
Масса капельки:
m = U₁*q / (d*g) = 1000*q/(1*10⁻²*10) ;
m = 10 000*q;
4)
Напряжение изменилось, и сила стала:
F₂= U₂*q/d
5)
Возникла результирующая сила, направленная вниз:
R = F₁-F₂ = q*(U₁-U₂)/d = q*(1000-995)/1*10⁻² = 500*q
6)
Возникает ускорение при падении капельки:
a = R / m = 500*q / (10 000*q) = 0,05 м/с² = 5*10⁻² м/с²
7)
И, наконец, находим время падения:
d/2 = a*t²/2
d=a*t²
t=√ (d/a) = √ (1*10⁻² / 5*10⁻²) = √ (1/5) = √0,2 ≈ 0,45 с
m₁=5кг
t₁=-10°C
t₂=900°C
c₁=2100 Дж/(кг*°С) - удельная теплоемкость льда
c₂=500 Дж/(кг*°С) - удельная теплоемкость стали
λ=334 кДж/кг =334000 Дж/кг - удельная теплота плавления льда
Найти m₂
В задаче предполагается, что весь лёд растаял и превратился в воду, температура которой 0°С. Температура детали тоже стала 0°С.
1. Лёд нагрелся с -10°С до 0С° (Δt₁=10°C). На это ушло энергии Q₁=m₁Δt₁c₁
2. Затем лёд расплавился. На это ушло Q=λm₁
3. Эта энергия взялась от охлаждения железной детали с 900°С до 0°С (Δt₂=900°C). Q₂=m₂Δt₂c₂
Получаем Q₁+Q=Q₂
m₁Δt₁c₁+λm₁=m₂Δt₂c₂
m₂=m₁(Δt₁c₁+λ)/(Δt₂c₂)=5кг*(10°С*2100 Дж/(кг*°С) +334000 Дж/кг )/(900°С*500 Дж/(кг*°С))=5кг*(21000Дж/кг+334000Дж/кг)/(450000Дж/кг)=5кг*355/450=3,9кг
Если же вода, от растаявшего льда нагрелась до температуры большей 0°С, или деталь не успела охладиться до 0°С, то масса детали больше 3,9 кг.