Температура 373 К = 100 °С, а это температура кипения воды. Следовательно, чтобы пар, взятый при температуре кипения, превратить в лед при температуре tк = –10 °С, необходимо четыре процесса:
1) сконденсировать пар в воду при температуре t0 = 100 °C, при этом выделится количество теплоты Q1 = m⋅L, где L = 2,3⋅106 Дж/кг — удельная теплота парообразования воды (табличная величина);
2) охладить воду от t0 = 100 °C до t1 = 0 °C (температура замерзания воды), при этом выделится Q2 = c1⋅m⋅(t0 – t1), где c1 = 4,19⋅103 Дж/(кг⋅К) — удельная теплоемкость воды (табличная величина);
3) заморозить воду в лед при температуре t1 = 0 °C, при этом выделится Q3 = m⋅λ, где λ = 330⋅103 Дж/кг — удельная теплота плавления льда (табличная величина);
4) охладить лед от t1 = 0 °C до tк = –10 °C, при этом выделится Q2 = c2⋅m⋅(t1 – tк), где c2 = 2,1⋅103 Дж/(кг⋅К) — удельная теплоемкость льда (табличная величина).
Всего пар отдаст количество теплоты, равное
Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 = m⋅(L + c1⋅(t0 – t1) + λ + c2⋅(t1 – tк)),
Q = 9,2⋅10^6 Дж.
Общий вес бруска и гирь в первом случае равен 4,8 Н, а во втором случае — 5,8 Н. Коэффициент трения дерева по дереву равен 0,19, а коэффициент трения металла по дереву — 0,34. Коэффициент трения металла по дереву в 1,79 раза больше, чем коэффициент трения дерева по дереву.
1. общий вес бруска и гирь находим сложением веса бруска и общего веса гирь, который равен произведению веса одной гири на число гирь. В данном случае вес равен силе тяжести:
P( 1 ) = 2,8+2⋅1 = 4,8 Н;
P( 2 ) = 2,8+3⋅1 = 5,8 Н.
Обрати внимание!
Следует помнить, что вес — не то же самое, что масса. Вес — сила, с которой тело давит на поверхность или растягивает устройство. Вес обозначают большой буквой Р и измеряют в ньютонах, Н.
2. Коэффициент трения — отношение силы трения к силе нормальной реакции опоры, при которой поверхность стола воздействует на брусок с гирями. По третьему закону Ньютона сила нормальной реакции опоры равна по модулю весу: Fр =P . Поэтому формулу коэффициента трения μ=FтрFр можно преобразовать в формулу μ=FтрP .
μ1 = 0,94,8 = 0,19.
μ2 = 25,8 = 0,34.
3. Отношение коэффициента трения металла по дереву к коэффициенту трения дерева по дереву получаем делением соответствующих коэффициентов: μ2μ1 .
μ2μ1 = 0,340,19 = 1,79 раза.