В сосуде, теплоёмкость которого равна 193 Дж/°С, находится 1 л воды и 1,4 кг льда при 0°С. Чтобы получить воду с температурой 5 °С, в сосуд впускают водяной пар при 100 °С. Определи 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):
Объяснение:
1) Дано:
Rt = 459 Вт/м²
-------------------------
Т - ?
Согласно закону Стефана-Больцмана
Rt = σT⁴
Где
σ =
σ ≈ 5,67 * 10^-8 Вт/( м²*К⁴ )
k - постоянная Больцмана
Отсюда
T = ⁴√( Rt/σ )
T = ⁴√( 459/( 5,67 * 10^-8 ) ) ≈ 300 К
2) Дано:
τ = 5 мин = 300 с
S = 8 см² = 8 * 10^-4 м²
Т = 1000 К
---------------------------------------
Q - ?
Мы знаем что
Q = N * τ
Тогда
N = Rt * S
Где Rt - энергетическая светимость абсолютно черного тела
Q = Rt * S * τ
Согласно закону Стефана-Больцмана
Rt = σT⁴
Q = σT⁴Sτ
Q = 5,67 * 10^-8 * 1000⁴ * 8 * 10^-4 * 300 ≈ 6,8 кДж
3) Согласно закону Стефана-Больцмана
Rt = σT⁴
Отсюда
T = ⁴√( Rt/σ )
При Rt1/Rt0 = 2
T1/T0 = ⁴√2 ≈ 1,19 раз
— движущиеся автомобили, поезда, трамваи, любые другие транспортные средства не смогли бы остановиться, а стоящие – никогда не тронулись бы с места;
— развязались бы все узлы на нитках, веревках, канатах;
— смычки больше не смогли бы извлекать звуки из виолончелей, альтов и скрипок – впрочем, это наиболее безобидное проявление того, что будет, если исчезнет сила трения;
— гайки начали бы раскручиваться сами собой, а гвозди и шурупы выскользнули бы из стен.
Кроме того, в условиях отсутствия силы трения любой звук никогда бы не затихал, бесконечно отражаясь эхом от препятствий, ни единой вещи нельзя было бы удержать в руках, не прекратился бы ни один вихрь. Наконец, ни одно физическое тело – от мельчайшей песчинки до огромной каменной глыбы – не смогло бы удержаться на другом: все тела начали бы скользить и катиться до тех пор, пока не оказались бы на одном уровне. Финальной стадией того, что будет, если исчезнет сила трения, станет превращение нашей планеты в шар без единой неровности – такую форму обретает жидкость в невесомости.
Итак, теперь мы знаем, что будет, если исчезнет сила трения: совершенно очевидно, что последствия были бы весьма безрадостными для человечества.