Определить продольную силу напряжения построить эпюры

Показать ответ

Ответ:

vovkatop228

18.06.2021 12:10

Итак, что у нас происходит. Кусок льда, оказавшись в воде, сначала нагревается до температуры плавления, затем тает. При этом вода в сосуде охлаждается. Коль лед не весь растаял, есть основания полагать, что процесс завершился при температуре 0° С.
Тогда вода в сосуде, при охлаждении отдает количество теплоты Q₁:
Q_1=c_1*m_1*(T_0-T_1)

(1)
Тут:
с₁ - удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг·К)
m₁ - масса воды 1 кг (1л - 1кг)
T₀ - начальная температура воды 10°С
T₁ - конечная температура воды и льда 0°С

Лед принял количество теплоты Q₂ :
$Q_2=m_2*c_2*(T_2-T_1)+m_3*\lambda$ (2)
Где:
с₂ - удельная теплоемкость льда 2060 Дж/(кг·К)
m₂ - начальная масса льда
T₂ - начальная температура льда -20°С
T₁ - конечная температура воды и льда 0°С
m₃ - масса растаявшего льда.
λ - удельная теплота плавления льда 334*10³ Дж/кг
При этом:
m_2=m_3+0,1

кг (3)

Составляем уравнение теплового баланса, приравниваем Q₁ и Q₂. При этом, согласно (3) выражаем m₃ через m₂
$c_1*m_1*(T_0-T_1)=m_2*c_2*(T_2-T_1)+(m_2-0,1)*\lambda$ (4)
Теперь из 4 выражаем m₂:
$c_1*m_1*(T_0-T_1)=m_2*c_2*(T_2-T_1)+(m_2-0,1)*\lambda \\ 
m_2*c_2*(T_2-T_1)+m_2*\lambda=c_1*m_1*(T_0-T_1)+0,1\lambda \\ \\ 
m_2(c_2*(T_2-T_1)+\lambda)=c_1*m_1*(T_0-T_1)+0,1\lambda$

$m_2=(c_1*m_1*(T_0-T_1)+0,1\lambda)/(c_2*(T_2-T_1)+\lambda)$ (5)

Подставляя в (5) числовые значения, получаем:
$m_2=(4200*1*10+0,1*334000)/(2060*20+334000)\approx 0,201$ кг

ответ: Исходная масса льда 0,201 кг=201 г.

0,0(0 оценок)

Ответ:

liliasirbu

17.01.2023 00:00

Скорость молекулы в газе можно взять из справочника. Или посчитать из формулы молекулярно - кинетической теории:

Е = (3/2) кТ (1), где Е средняя кинетическая скорость молекул, к - постоянная Больцмана, Т - температура газа в Кельвинах.

Средняя кинетическая энергия движения молекул равна также

Е = mV^2 /2 (2)

Приравнивая (1) и (2) получим

V = sqrt (3кЕ/m), где V - среднеквадратичная скорость движения молекул газа, m - масса молекулы, sqrt - корень квадратный

Собственно дальше все-равно надо взять из справочника постоянную Больцмана и массу молекулы, скажем азота.

Можно еще немного потянуть с ответом и выразить массу молекулы через молярную массу:

m = мю /Nа, где мю - молярная масса, Na - число Авогадро. Учитывая так же, что к = R/Nа, где R - универсальная газовая постоянная

V = sqrt (3RT/мю)

Дальше все-равно надо брать значения постоянных из справочника. После подстановки цифр получаем скорость молекул азота равна примерно 500 м/сек при комнатной температуре.

Первая космическая скорость составляет 7,9 км/сек.

Таким образом, скорость движения ракеты, выводящей спутник на орбиту земли примерно в 15 раз выше среднеквадратичной скорости молекул газа при комнатной температуре.

0,0(0 оценок)

Популярные вопросы: Физика