Табличные величины могут иметь немного другие значения, если хотите совпадения с ответами из задачника, смотрите, какие они указаны у вас в учебнике.
1. Q = cm(T1 - T0) c - теплоёмкость воды, c = 4.2 * 10^3 Дж / (кг °C) T0 = 100 °C - температура кипения воды Q = -1680 * 10^3 Дж, знак "-", так как вода отдавала тепло m = ρ V, где ρ = 1 кг/л - плотность воды.
Инерционные свойства массы в нерелятивистской (ньютоновской) механике определяются соотношением f=m*a. поэтому можно получить по крайней мере три способа определения массы тела в невесомости. 1.можно аннигилировать (перевести всю массу в энергию) исследуемое тело и измерить выделившуюся энергию -- по соотношению эйнштейна получить ответ. (годится для малых тел -- например, так можно узнать массу электрона) . но такого решения не должен предлагать даже плохой теоретик. при аннигиляции одного килограмма массы выделяется 2·1017 джоулей тепла в виде жесткого гамма излучения 2.с пробного тела измерить силу притяжения, действующую на него со стороны исследуемого объекта и, зная расстояние по соотношению ньютона, найти массу (аналог опыта кавендиша) . это сложный эксперимент, требующий тонкой методики и чувствительного оборудования, но в таком измерении (активной) гравитационной массы порядка килограмма и более с вполне приличной точностью сегодня ничего невозможного нет. просто это серьезный и тонкий опыт, подготовить который вы должны еще до старта вашего корабля. в земных лабораториях закон ньютона проверен с прекрасной точностью для относительно небольших масс в интервале расстояний от одного сантиметра примерно до 10 метров. 3.подействовать на тело с какой -- либо известной силой (например прицепить к телу динамометр) и измерить его ускорение, а по соотношению найти массу тела (годится для тел промежуточного размера) . 4.можно воспользоваться законом сохранения импульса. для этого надо иметь одно тело известной массы, и измерять скорости тел до и после взаимодействия. 5.лучший способ взвешивания тела - измерение/сравнение его инертной массы. и именно такой способ часто используется в измерениях (и не только в невесомости) . из курса , грузик, прикрепленный к пружинке, колеблется с вполне определенной частотой: w = (k/m)1/2, где k - жесткость пружинки, m - масса грузика. таким образом, измеряя частоту колебаний грузика на пружинке, можно с нужной точностью определить его массу. причем совершенно безразлично, есть невесомость, или ее нет. в невесомости удобно держатель для измеряемой массы закрепить между двумя пружинами, натянутыми в противоположном направлении. в реальной жизни такие весы используются для определения влажности и концентрации некоторых газов. в качестве пружинки используется пьезоэлектрический кристалл, частота собственных колебаний которого определяется его жесткостью и массой. на кристалл наносится покрытие, селективно поглощающее влагу (или определенные молекулы газа или жидкости) . концентрация молекул, захваченных покрытием, находится в определенном равновесии с концентрацией их в газе. молекулы, захваченные покрытием, слегка меняют массу кристалла и, соответственно, частоту его собственных колебаний, которая определяется электронной схемой (помните, я сказал, что кристалл .такие "весы" чувствительны и позволяют определять малые концентрации водяного пара или некоторых других газов в воздухе.
1. Q = cm(T1 - T0)
c - теплоёмкость воды, c = 4.2 * 10^3 Дж / (кг °C)
T0 = 100 °C - температура кипения воды
Q = -1680 * 10^3 Дж, знак "-", так как вода отдавала тепло
m = ρ V, где ρ = 1 кг/л - плотность воды.
cρVT1 - cρVT0 = Q
cρVT1 = cρVT0 + Q
T1 = T0 + Q / cρV = (100 - 1680/(4.2 * 1 * 5)) °С = 20 °С
2. Q = qm, q = 1 * 10^7 Дж/кг - удельная теплота сгорания дров
m = ρV, ρ = 700 кг/м3 - плотность дров
Q = qρV = 10^7 * 700 * 5 Дж = 35 * 10^9 Дж = 35 ГДж
3. Температура плавления свинца 420 °С, чтобы растопить свинец, надо сначала нагреть его до температуры плавления.
Нагрев: Q1 = cm(T1 - T0), с = 380 Дж / (кг °С)
Плавление: Q2 = λm, λ = 1,2 * 10^5 Дж/кг - удельная теплота плавления цинка
Суммарная теплота Q = Q1 + Q2
Q = m(c(T1 - T0) + λ) = 0.5 * (380 * 400 + 1.2 * 10^5) Дж = 0,5 * (152 + 120) * 10^3 Дж = 136 кДж