На сколько градусов можно нагреть воду массой 5 кг при сжигании керосина массой 20 г, если КПД нагревателя 60%. Удельная теплота сгорания керосина 46 МДж/кг, удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кгС). Запишите ответ, округлив до целых.

Дано:

V = 10 л = 10·10⁻³ м³

υ = 1 моль

i = 5 - число степеней свободы СО₂

t₁ = 17⁰ C; T₁ = 273+17 = 290 К

p₀ = 100 кПа = 1·10⁵ Па

p₂ = 7·p₀ = 7·10⁵ Па

Q - ?

1)

Найдем первоначальное давление газа из уравнения Клапейрона-Менделеева:

p₁ ·V = υ·R·T₁

p₁ = υ·R·T₁ /V = 1·8,31·290/(10·10⁻³) ≈ 2,4·10⁵ Па (опасности взрыва нет)

2)

Найдем критическую температуру газа, при которой возможен взрыв.

Из уравнения Клапейрона-Менделеева:

T₂ = p₂·V / (υ·R) = 7·10⁵·10·10⁻³ / (1·8,31) ≈ 842 К

3)

Изменение температуры:

ΔT = T₂ - T₁ = 842-290 = 552 К

4)

Поскольку объем не изменяется, то количество теплоты, подведенное при изохорном процессе (максимальное):

Q = υ·(i/2)·R·ΔT = 1·(5/2)·8,31·552 ≈ 11 500 Дж или 11,5 кДж

Пусть а - ребро куба (у куба все рёбра равны) (см. рисунок).

Дано : а = 10 см = 0,1 м; ρ = 8,9 г/см³ = 8,9 × 10³ кг/м³; g = 10 м/с².

Найти: р - ?

Решение. Давление - это физическая величина, характеризующая результат действия силы и равна отношению силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности: p = F/S. То есть давление куба создаёт давление только на ту часть поверхности, которое касается тело, часть которого называется квадратом. Площадь квадрата равна S = a². Сила тяжести, действующая на стол от куба равна mg. Его масса равна m = ρV. Объём равен V = a³ ⇒ m = ρa³. Значит, F = mg = ρa³g ⇒ p = F/S = ρa³g/a² = ρag = 8,9 × 10³ кг/м³ × 0,1 м × 10 м/с² = 8,9 × 10³ Па = 8,9 кПа.

ответ: р = 8,9 кПа.