Объём "холодной" воды: V₁ = 0,5 л = 0,5 * 10⁻³ м³.
Температура холодной воды: t₁ = 20 °C.
Температура кипятка: t₂ = 100 °C.
Температура баланса: t = 80 °C.
Удельная теплоёмкость воды (из таблицы): c = 4200 Дж/(кг * °C).
Плотность воды (из таблицы): ρ = 1000 кг/м³.
* с и ρ и нам не понадобятся, но пусть будут, эту цифры лучше знать.
Найти нужно объём кипятка: V₂ - ?
Решение:
0. Разберёмся с происходящим. Кипяток отдаёт тепло, холодная вода принимает его. В результате теплота остывания кипятка тратится на нагревание холодной воды. Как мы знаем, отданное тепло равняется полученному теплу.
Дано: S = 0,7 км = 700 м; F = 20 кН = 20 000 Н; КПД = 25% (η = 0,25) Определить Q - ?Решение: В таблицах находим удельную теплоту сгорания топлива. Бензин: q = 46 МДж/кг = 46*10 (в 6 ст) Дж/кг. Если известен КПД, то без «процентов» можно записать так: η = А/Q; Работа равна А = F*S; Q = q*m ; η = FS/qm; m = FS/ ηq; Все величины известны. Вычислим m = (20 000Н* 700 м) / 0,25* 46*10 (в 6 ст) Дж/кг = 1,2 кг (округлено) . Примечание. Если вы еще не выводите «общую» формулу, то производите вычисления «по частям» . 1) Находим выполненную работу А = F*S; 2) Зная КПД, находим израсходованную энергию Q = A*100 %/КПД; 3). Определяем массу топлива. m = Q/q; Успеха Вам и «питерки» !
Объём "холодной" воды: V₁ = 0,5 л = 0,5 * 10⁻³ м³.
Температура холодной воды: t₁ = 20 °C.
Температура кипятка: t₂ = 100 °C.
Температура баланса: t = 80 °C.
Удельная теплоёмкость воды (из таблицы): c = 4200 Дж/(кг * °C).
Плотность воды (из таблицы): ρ = 1000 кг/м³.
* с и ρ и нам не понадобятся, но пусть будут, эту цифры лучше знать.
Найти нужно объём кипятка: V₂ - ?
Решение:0. Разберёмся с происходящим. Кипяток отдаёт тепло, холодная вода принимает его. В результате теплота остывания кипятка тратится на нагревание холодной воды. Как мы знаем, отданное тепло равняется полученному теплу.
1. Запишем уравнение теплового баланса:
Qотданное = Qполученное, или cm₁(t - t₁) = cm₂(t₂ - t).
2. Можем сократить на с, получим:
m₁(t - t₁) = m₂(t₂ - t).
3. Вспомним формулу массы: m = ρV.
4. Немного сократим формулу, полученную в (2):
pV₁(t - t₁) = pV₂(t₂ - t),
V₁(t - t₁) = V₂(t₂ - t).
5. Выразим объём кипятка:
Численно получим:Переведём в литры: 0,0015 м³ = 1,5 л.
ответ: 1,5 л.