В замкнутой механической системе действует закон сохранения импульса: геометрическая сумма импульсов всех тел до ваимодействия и после взаимодействия остается постоянным. Тележка движется мимо неподвижного рабочего прямолинейно и равномерно, т.е. ни на тележку ни на рабочего не действуют никакие сторонние силы (действует сила тяжести, конечно, но она скомпесирована силой реакции опоры). Поэтому считаем нашу механическуюисистему замкнутой. Значит:
M*V=(M+m)*V' где
M - масса тележка, кг
V - скорость тележки до взаимодействия, м/с
m - масса ящика, кг
V' - скорость тележки после взаимодействия, м/с
Отсюда найдем скорость тележки после взаимодействия:
V'=M*V/(M+m);
Подставим в формулу данные из условия:
V'=95*2/(95+5)= 1.9 м/с.
У нас есть массы и скорости тележки до и после взаимодействия. Найдем значения кинети ческой энергии до (Ek), и после (Ek') взаимодействия:
E=MV^2/2;
E'=(M+m)*V'^2/2;
Подставим данные в эти формулы:
E=95*2^2/2= 190 Дж;
Е'=(95+5)*1.9^2/2= 180,5 Дж.
Видно, что кинетическая энергия до взаимодейстия не равна кинетической энергии после. Вот эта разница и превращается в тепло:
Необходимо понимать, что так взять кусок льда и превратить в пар мы не можем: нужно рассчитать каждое явление: нагревание льда, плавление льда, нагревание воды, парообразование Мы имеем лёд массой 2,5 кг и его температура составляет - 20c. Значит, чтобы его расплавить, нужно нагреть до температуры плавления - 0С Давайте приступим. Q=CM(t2-t1) C - удельная теплоемкость, M - масса, Δt - разница температур Q= 2100*2,5*(-20)=-105000 Дж Нагрели, вперёд плавить! Q= λm λ - удельная теплота плавления; m - масса Q=340000*2,5=850000 Дж Расплавили, получили водицу. Греем воду до температуры кипения, так как при ней начинается парообразование Q=cmΔt Q=4200(теплоемкость воды)*2,5*100=1050000Дж Вода кипит, давайте парить Q=Lm L - удельная теплота парообразования Q=23000000*2,5=57500000 Дж Отлично, вода как испарилась, хотя она и так испарилась ☻
Сколько теплоты выделилось при всех этих процессах? Считаем Q1+Q2+Q3+Q4=0 -105000+850000+1050000+57500000= 59295000 Дж=59,3 МДж
Количество теплоты Q = 9.5 Дж.
Объяснение:
В замкнутой механической системе действует закон сохранения импульса: геометрическая сумма импульсов всех тел до ваимодействия и после взаимодействия остается постоянным. Тележка движется мимо неподвижного рабочего прямолинейно и равномерно, т.е. ни на тележку ни на рабочего не действуют никакие сторонние силы (действует сила тяжести, конечно, но она скомпесирована силой реакции опоры). Поэтому считаем нашу механическуюисистему замкнутой. Значит:
M*V=(M+m)*V' где
M - масса тележка, кг
V - скорость тележки до взаимодействия, м/с
m - масса ящика, кг
V' - скорость тележки после взаимодействия, м/с
Отсюда найдем скорость тележки после взаимодействия:
V'=M*V/(M+m);
Подставим в формулу данные из условия:
V'=95*2/(95+5)= 1.9 м/с.
У нас есть массы и скорости тележки до и после взаимодействия. Найдем значения кинети ческой энергии до (Ek), и после (Ek') взаимодействия:
E=MV^2/2;
E'=(M+m)*V'^2/2;
Подставим данные в эти формулы:
E=95*2^2/2= 190 Дж;
Е'=(95+5)*1.9^2/2= 180,5 Дж.
Видно, что кинетическая энергия до взаимодейстия не равна кинетической энергии после. Вот эта разница и превращается в тепло:
Q=E-E';
Q=190-180.5=9.5 Дж.