ПӘК-і қон
ассасы 200 кг жүкті ПӘК-і 65% көл-
казықтық бойымен бірқалыпты
у үшін қандай күш түсірілуі қажет?
Көлбеу жазықтықтың биіктігі 12 м. а.
беу жазықтық бой
ұзындығы 16 м.
.
/ ELIWBIManblbInvANA.

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:

korobkovaangelina

13.11.2020 03:44

Гиря продавит уровень в среднем сосуде гидравлической системы, при этом в крайних сосудах уровень керосина поднимется на некоторую дополнительную к начальному уровню высоту $\Delta h .$

В силу несжимаемости керосина, какой его объём отойдёт из среднего сосуда, такой же объём и поступит в крайние сосуды. Так как крайние сосуды одинаковы, то в каждый из них отойдёт половина объёма керосина, отошедшего из центрального сосуда. Объём в каждом сосуде пропорционален его высоте, поскольку сечение всех сосудов одинаковы. А это значит, что подъём уровня керосина в крайних сосудах будет вдвое меньше, чем опускание его уровня в центральном сосуде с гирей. Итак, уровень керосина в центральном сосуде опустится на $2 \Delta h .$

В целом, уровни керосина в крайних сосудах будут выше его опустившегося уровня в центральном сосуде на $3 \Delta h .$

Этот добавочный столб жидкости $3 \Delta h$ будет создавать такое же дополнительное давление, как и гиря, находящаяся на нижнем уровне, поскольку, в конечном счёте, вся система придёт в гидравлическое равновесие.

Давление добавочного столба жидкости :    $3 \rho g \Delta h ,$

Давление гири :    $\frac{mg}{S} ,$

Значит:    $3 \rho g \Delta h = \frac{mg}{S}$ ;

Значит:    $3 \rho \Delta h = \frac{m}{S}$                  формула [1] ;

Заметим, что $\rho S \Delta h = \frac{m}{3}$ – это масса керосина, вымещенного в каждый из крайних сосудов.

А всего из центрального сосуда было вымещено $\frac{2}{3} m$ – керосина.

Центр масс вымещенного из центрального сосуда керосина находился ниже начального уровня на $\Delta h .$

Центр масс вымещенного в крайние сосуды керосина находится выше начального уровня на $\frac{ \Delta h }{2} .$

Таким образом, в общей сложности вымещенный керосин $\frac{2}{3} m$ поднялся на $\frac{3}{2} \Delta h ,$ а значит, потенциальная энергия керосина увеличилась на $\Delta U_K = \frac{2}{3} m g \cdot \frac{3}{2} \Delta h = m g \Delta h .$

Потенциальная энергия опустившейся на $2 \Delta h ,$ гири изменилась (уменьшилась) на $\Delta U_\Gamma = - 2 m g \Delta h .$

Общая механическая энергия в системе изменилась (уменьшилась) на величину общего изменения потенциальной энергии в системе: $\Delta U = \Delta U_K + \Delta U_\Gamma = - m g \Delta h .$

Это уменьшение общей механической энергии можно объяснить только превращением части механической энергии в тепловую, с промежуточным её превращением в кинетическую, когда гидравлическая система покачивалась и "побулькивала".

Итак: $\Delta Q = | \Delta U | = m g \Delta h .$

Перемножим последнее уравнение на формулу [1] и получим, что:

$3 \rho \Delta h \Delta Q = m g \Delta h \cdot \frac{m}{S}$ ;

$3 \rho \Delta Q = \frac{ m^2 g }{S}$ ;

$\Delta Q = \frac{ m^2 g }{ 3 S \rho }$ ;

Подставим заданные значения, имея ввиду, что плотность керосина $\rho \approx 800$ кг/м³ :

$\Delta Q \approx \frac{ 4^2 \cdot 9.8 }{ 3 \cdot 0.02 \cdot 800 }$ Дж $= \frac{ 16 \cdot 9.8 }{ 3 \cdot 16 }$ Дж $= \frac{ 9.8 }{ 3 }$ Дж $\approx 3.3$ Дж ;

О т в е т : $\Delta Q \approx 3.3$ Дж .