Остывает свинец температурой 400 градусов цельсия до температуры 20 градусов цельсия. Масса 200 г. Начертите график зависимости температуры от времени и найдите сколько выделится всего тепла
скорость, когда только один вагон проехал мимо наблюдателя:
когда только 6 последних вагонов не проехали наблюдателя:
и скорость , когда весь состав проехал мимо наблюдателя:
В соответствии с условием: интервалы времени от состояния до и от состояния до – одинаковы, а значит и изменение скорости одинаковое, поскольку движение равноускоренное:
[1]
С другой стороны, от состояния до – поезд проезжает расстояние вшестеро большее, чем от состояния до – а значит, средняя скорость вшестеро больше средней скорости
Сложим с [1] :
[2]
Поскольку разность квадратов краевых скоростей при одном и том же ускорении пропорциональна пройденному пути, то:
так как вся длина поезда составляет вагонов + локомотив.
Подставляем [2] и получаем:
Из [2]:
ОТВЕТ:
ВТОРОЙ
Запишем уравнение движения передней точки поезда относительно наблюдателя:
Обозначим длину вагона, как
Локомотив, потом почти весь состав без 6 вагонов, и затем весь состав – – проедут через время и
[1]
[2]
Вычтем из последнего – предпоследнее:
Поскольку то, используя [1]:
[3]
Учитывая [2] :
Используя [1] :
Скорость в конце прохождения всего состава, учитывая [3] :
Дано: m=200г=0,2 кг ; tплавл=400°C ; t=20°C;
λ=0,25*10⁵ Дж/кг, с=140 Дж/кг*°С
Найти: Q
Решение. Q=Q₁+Q₂
Процесс кристаллизации жидкого свинца:Q₁= mλ,
Q₁ =0,2*0,25*10⁵ =0,05*10⁵Дж=5*10³ Дж
Процесс охлаждения свинца: Q₂=mc(t-tпл),
Q₂= 0,2*140*(400°-20°)= 10640 Дж
Всего выделится: Q= 10640 Дж + 5000 дж = 15640 Дж
ответ: Q = 15640 Дж