решить Две прямоугольные пластинки массами m1=200 г и m2=100 гсоединены невесомой пружиной жесткости κ=300 H/м. Плоскости пластин параллельны. Концы пружины соединены с центрами пластин. Первая пластина лежит на горизонтальной поверхности. Вторая пластина удерживается над ней вертикально расположенной пружиной. Пружина сжата внешней силой и весом верхней пластины так, что ее длина стала меньше ее длины в ненагруженном состоянии на ΔL. При каком минимальном значении ΔL верхняя пластина, подпрыгнув (после прекращения действия внешней силы), оторвала бы от горизонтальной поверхности нижнюю пластину? (ответ округлить до единиц [см] и записать без указания единиц измерений, принять g=10 м/с2)

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:

соня230403

06.06.2020 20:47

Чем меньше термометр тем меньше его теплоемкость (C = c*m), и поэтому время на достижения состояния теплового равновесия с телом, температуру которого нужно измерить будет меньше. Тяжелым термометром температура измеряется дольше.
Кроме того тяжелый термометр нагреваясь будет поглощать у тела часть тепла, тело будет остывать и измерение температуры будет неверным. Чем меньше масса термометра, тем меньше погрешность измерения.
При измерении температуры всегда нужно смотреть чтобы масса измеряемого тела была много больше чем масса термометра.

0,0(0 оценок)

Популярные вопросы: Физика