Объяснение:
Задача 1
Дано:
m = 400 г = 400·10⁻³ кг
M = 20·10⁻³ кг/моль
i = 3 - число степеней свободы неона
t₁ = 17°C; T₁ = 17 + 273 = 290 К
t₂ = 117°C; T₂ = 117 + 273 = 390 К
______________________________
ΔU - ?
ΔU = (m/M)·(i/2)·R·ΔT
ΔU = (400/20)·(3/2)·8,31·(390-290) ≈ 25 кДж
Задача 2
Дано:
p - const
V = 20 м³
t₁ = 27°C; T₁ = 27 + 273 = 300 К
t₂ = 120°C; T₂ = 120 + 273 = 393 К
A = 500 кДж = 500 000 Дж
________________________
p - ?
По закону Гей-Люссака:
V₂ / V₁ = T₂/T₁
V₂ = V₁·(T₂/T₁) = 20·393/300 ≈ 26 м³
Работа:
A = p·ΔV
Давление:
p = A / ΔV = A / (V₂ - V₁) = 500 000 / (26 - 20) ≈ 83 кПа
Задача 3
Дано:
h = 60 м
η = 65%
с = 200 Дж / (кг·°С)
_________
Δt - ?
Потенциальная энергия:
Eп = m·g·h
Количество теплоты:
Q = η·A = η·m·g·h
Но:
Q = c·m·Δt
Приравняем:
c·m·Δt = η·m·g·h
Δt = η·g·h / c = 0,65·10·60 / 200 ≈ 2°C
ответ: 160г
Объяснение:
Дано:
t1=80°C
t2=50°C
m2=50г=0,05кг
t3=-15°C
t4=0°C
c1=4200Дж/кг°С
с2=2100Дж/кг°С
λ=330000Дж/кг
m3-?
1. Для того, чтобы нагреть лед от -15°С до 50°С необходимо следующее количество тепла:
Q2=c2*m2*(t4-t3)+λm+c1*m2*(t2-t4)=2100*0,05*(0+15)+330000*0,05+4200*0,05*(50-0)=1575+16500+10500=28575Дж
2. Это количество тепла отдала вода, охладившись до 50°. Найдем массу воды в колбе:
Q2=c2*m1*(t1-t2)
Отсюда m1=Q2/(c2*(t1-t2))=28575/(4200*(80-50)=0,23кг
Масса воды в колбе стала:
m4=m1+m2=0,23+0,05=0,28кг
Для того, чтобы охладить такое количество воды от 50°С до 0°С поглощается следующее количество тепла:
Q4=c2*m4*(t2-t4)=4200*0,28*(50-0)=58800Дж
Таким количеством тепла можно нагреть и расплавить лед следующей массы:
Q4=c2*m3*(t4-t3)+λm3.
Подставим значения и получим:
2100*m3*(0+15)+330000*m3=58800Дж
361500m3=58800
m3=0,16кг=160г