Объяснение:
Дано:
m = 290 г = 290·10⁻³ кг
p - const
T₂ = 400 К
ΔU = 20,7 кДж = 20 700 Дж
c = 1000 Дж/(кг·К)
M = 29·10⁻³ кг/моль
R = 8,31 Дж/(моль·К)
T₁ - ?
1)
Воспользуемся формулой внутренней энергии:
ΔU = (i/2)·ν·R·ΔT
Воздух - многоатомный газ, поэтому число степеней свободы
i = 6
Количество вещества
ν = m/M = 290·10⁻³ / (29·10⁻³) = 10 моль
Тогда:
20 700 = 3·10·8,31·ΔT
ΔT = 20 700 / (3·10·8,31) ≈ 83 К
Но:
ΔT = T₂ - T₁
T₁ = T₂ - ΔT = 400 - 83 = 317 К
Замечание: Удельная теплоемкость c в задаче является не лишней. Просто задачу можно решить и через формулу
ΔU = Cv·ΔT
ответ, естественно, будет тем же.
0,366 кг
Объяснение:
Дано:
m₁ = 5 кг
с₁ = 4200 Дж/(кг·К)
t₁ = 20⁰C
m₂ = 10 кг
с₂ = 500 Дж/ (кг·К)
t₂ = 500⁰C
t₀ = 100°C
Δm - ?
1)
Сталь отдает количество теплоты:
Q₂ = m₂·c₂·(t₂-t₁) = 10·500·(500-20) ≈ 2,2·10⁶ Дж = 2,4 МДж
2)
Это количество теплоты пойдет на образование пара и на нагревание воды:
Q = r·Δm = 2,3·10⁶·Δm
Q₁ = c₁·(m₁-Δm)·(t₀-t₁) = 4200·(5-Δm)·(100-20) =
4200·(5-Δm)·(100-20) = (5-Δm)·0,336 МДж
3)
По закону сохранения энергии:
Q₂ = Q+Q₁
2,4 = 2,3·Δm+(5-Δm)·0,336
2,4 = 2,3·Δm+1,68-0,336·Δm
0,72 = 1,964·Δm
Δm = 0,72/1,964 ≈ 0,366 кг