В сосуде, теплоёмкость которого равна 192 Дж/°С, находится 2 л воды и 1 кг льда при 0°С. Чтобы получить воду с температурой 10 °С, в сосуд впускают водяной пар при 100 °С. Рассчитай массу пара. (Удельная теплоёмкость воды с=4200Джкг⋅° С, удельная теплота парообразования L =2260000 Дж/кг, удельная теплота плавления льда λ=330000 Дж/кг).
ответ (округли до целого числа):
г.
ρ =
ρ - плотность
m - масса
V - объем
Q = c * m * ΔT
Q - кол-во теплоты
с - удельная теплоемкость
m - масса
ΔT - разность температур, температуру из Цельсия в Кельвин переводить не нужно, т.к. разность и по той и по другой шкале будет одинаковая
Из формулы плотности выразим и найдем массу железа в граммах
m = ρ * V = 7,8 г/см³ * 50 см³ = 390 г
390 г = 0,39 кг
Теперь найдем требуемое количество теплоты
Q = 450 Дж/(кг*К) * 0,39 кг * (330-30) К = 52650 Дж
Так как скорость платформы постоянна, результирующий момент всех внешних сил относительно оси вращения равен нулю. Следовательно, момент импульса относительно оси вращения системы платформа–человек остается постоянным:
I1⋅ω1=I2⋅ω2(1)
где I1 – момент инерции платформы с человеком относительно оси вращения, ω1– угловая скорость платформы до уменьшения момента инерции человека I01, I2 и ω 2– соответственно момент инерции и угловая скорость после уменьшения момента инерции человека до I02.
I1=I0+I01,I2=I0+I02
Момент инерции платформы (диска) равен
I0=12m1R2.
С учетом этого равенство (1) примет вид
(12mR2+I01)ω1=(12mR2+I02)ω2,ω=2πn⇒(12mR2+I01)n1=(12mR2+I02)n2n2=(12mR2+I01)n112mR2+I02=(12⋅25⋅0,82+3,5)⋅1812⋅25⋅0,82+1=23.
ответ: 23 об/мин.