Сегодняшний урок является завершающим в главе «Агрегатные состояниявещества», и в рамках него мы решим несколько задач, которые могли бы быть включены в контрольную работу по этой теме. Ранее мы рассмотрели множество тепловых процессов: нагревание и охлаждение, плавление и кристаллизация, парообразование и конденсация, горение топлива. Кроме этого, мы обсуждали применение в технике технологий, описание которых требует владения указанными понятиями и такой характеристикой любого технического устройства, как КПД.
Вспомним, какие формулы необходимо знать, чтобы решать задачи по теме «Тепловые явления и агрегатные состояниявещества».
Количество теплоты нагрева или охлаждения тела:
Количество теплоты плавления или кристаллизации тела:
Количество теплоты парообразования или конденсации тела:
Количество теплоты сгорания топлива:
В указанных формулах присутствуют табличные величины, которые тоже необходимо вспомнить
Минимальная кинетическая энергия будет в верхней точке траектории (в вершине параболы), в этой точке вертикальная составляющая скорости (проекция скорости на вертикальную ось) равна нулю, и, как известно горизонтальная составляющая скорости - постоянна. максимальная кинетическая энергия будет или в начальный момент, или в момент падения. Будем считать, что тело брошено с поверхности земли. Имеем. E_k_min = (m/2)*(v_x)^2; E_k_max = (m/2)*(v0)^2; (v0)^2 = (v0_y)^2 + (v_x)^2; по условию E_k_max = 2*E_k_min; (m/2)*( (v0_y)^2 + (v_x)^2 ) = 2*(m/2)*(v_x)^2; (v0_y)^2 + (v_x)^2 = 2*(v_x)^2; (v0_y)^2 = (v_x)^2; v0_y = v_x; итак: v0_y = v_x; tg(a) = v0_y/v_x = 1; a = arctg(1) = 45 градусов.
Чтобы расплавить свинец массой m требуется энергия Q=Q1+Q2, где Q1 - энергия, необходимая чтобы нагреть свинец до температуры плавления, а Q2 - энергия, необходимая на само плавление. Q1=C*m*(dT), где С - удельная теплоёмкость свинца, m - масса свинца, dT=Tp-T1 разница между температурой плавления (Tp) и текущей температурой свинца (T1=403 К =130 Цельсия). Q2=A*m, где A - удельная теплота плавления свинца. Эта энергия Q должна составлять 90% от кинетической энергии пули E=0.5mv^2. То есть получили уравнение 0.9*0.5mv^2=Q; Отсюда находим минимальную скорость пули: v=SQRT(Q/(0.45m)); v=SQRT((C*m*(dT)+A*m)/(0.45m)); v=SQRT((C*(dT)+A)/(0.45)); v=SQRT((C*(Tp-T1)+A)/(0.45)); Осталось подставить значения (смотри в справочнике)
Объяснение:
Сегодняшний урок является завершающим в главе «Агрегатные состояниявещества», и в рамках него мы решим несколько задач, которые могли бы быть включены в контрольную работу по этой теме. Ранее мы рассмотрели множество тепловых процессов: нагревание и охлаждение, плавление и кристаллизация, парообразование и конденсация, горение топлива. Кроме этого, мы обсуждали применение в технике технологий, описание которых требует владения указанными понятиями и такой характеристикой любого технического устройства, как КПД.
Вспомним, какие формулы необходимо знать, чтобы решать задачи по теме «Тепловые явления и агрегатные состояниявещества».
Количество теплоты нагрева или охлаждения тела:
Количество теплоты плавления или кристаллизации тела:
Количество теплоты парообразования или конденсации тела:
Количество теплоты сгорания топлива:
В указанных формулах присутствуют табличные величины, которые тоже необходимо вспомнить