Мальчик несёт узелок с вещами на лёгкой палке (см. рисунок). Чтобы удержать равновесии узелок 40 Н, он прикладывает к концу В палки вертикальную силу 20 н. Чему равно OB, если длина всей палки AB 1,2 м? ответ: см
Пусть масса воды в сосуде изначально m1 = 0,5 кг, а масса льда в сосуде изначально m2 = 0,02 кг. Нач температура t1 = 0°C, конечная температура t2 = 19°C, Δt=19°C - 0°C = 19°C. Количество теплоты, которое требуется для того, чтобы находящиеся в сосуде вода и лед превратились в воду с температурой в 19 градусов это Q1 = m2*λ + (m1+m2)*c*19°C. Пусть масса водяного пара, введенного в сосуд = m. Количество теплоты, которое выделится при конденсации этого пара и охлаждении получившейся воды Q2 = m*r + m*c*(100°C - 19°C). λ - это удельная теплота плавления льда λ = 340000 Дж/кг, c - это удельная теплоемкость воды, c = 4200 Дж/(кг*°C). r - это удельная теплота парообразования (конденсации) воды. r=2300000 Дж/кг,
Пока оно висит, на него действует сила тяжести: Fт=m*g. Зная объём тела (переводим в кубометры - 2,5*10^(-3)) и плотность (для меди - 8,92*10^3 кг/м^3), найдём массу: m=V*p=2,5*10^(-3)*8,92*10^3 = 22,3 кг И отсюда сила тяжести: Fт=22,3*10 = 223 Н Именно столько будет показывать динамометр в воздухе. Но при погружении в жидкость на погруженную часть начнёт действовать сила Архимеда, равная Fа=p*g*V (тут надо не путать, плотность не тела, а жидкости, а объём только погружённой части!) Погружённый объём, по условию, равен половине общего: V=1/2*2,5*10^(-3)=1,25*10^(-3) м^3 Плотность воды p=1000 кг/м^3 Отсюда: Fa=1000*10*1,25*10^(-3)=12,5 Н В итоге на динамометре отразится равнодействующая сила. Так как исходные силы противонаправлены (тяжести - вниз, Архимеда - вверх), то она будет равна их разности: R=Fт-Fа=223-12,5=210,5 Н
Количество теплоты, которое требуется для того, чтобы находящиеся в сосуде вода и лед превратились в воду с температурой в 19 градусов это
Q1 = m2*λ + (m1+m2)*c*19°C.
Пусть масса водяного пара, введенного в сосуд = m. Количество теплоты, которое выделится при конденсации этого пара и охлаждении получившейся воды Q2 = m*r + m*c*(100°C - 19°C).
λ - это удельная теплота плавления льда
λ = 340000 Дж/кг,
c - это удельная теплоемкость воды,
c = 4200 Дж/(кг*°C).
r - это удельная теплота парообразования (конденсации) воды.
r=2300000 Дж/кг,
уравнение теплового баланса:
Q1 = Q2
m2*λ + (m1+m2)*c*19°C = m*r + m*c*(100°C - 19°C) ,
m2*λ + (m1+m2)*c*19°C = m*(r + c*81°C),
m =(m2*λ + (m1+m2)*c*19°C)/(r+ c*81°C),
m = ( 0,02*340000 + (0,5+0,02)*4200*19 )/(2300000 + 4200*81) =
= ( 6800 + 41496)/(2640200) ≈ 0,0183 кг = 18,3 грамма
m=V*p=2,5*10^(-3)*8,92*10^3 = 22,3 кг
И отсюда сила тяжести:
Fт=22,3*10 = 223 Н
Именно столько будет показывать динамометр в воздухе. Но при погружении в жидкость на погруженную часть начнёт действовать сила Архимеда, равная Fа=p*g*V (тут надо не путать, плотность не тела, а жидкости, а объём только погружённой части!)
Погружённый объём, по условию, равен половине общего: V=1/2*2,5*10^(-3)=1,25*10^(-3) м^3
Плотность воды p=1000 кг/м^3
Отсюда: Fa=1000*10*1,25*10^(-3)=12,5 Н
В итоге на динамометре отразится равнодействующая сила. Так как исходные силы противонаправлены (тяжести - вниз, Архимеда - вверх), то она будет равна их разности: R=Fт-Fа=223-12,5=210,5 Н