В системе установилась температура 100°С
Объяснение:
m₁ = 120 г = 0,12 кг
t₁ = -5°C
t₂ = 0°C
c₁ = 2100 Дж/(кг⋅℃)
λ₁ = 330 кДж/кг = 330 000 Дж/кг
m₂ = 50 г = 0,05 кг
r₂ = 2300 кДж/кг = 2300 000 Дж/кг
t₃ = 100°C
с₂ = 4200 Дж/(кг⋅℃)
t₄ - ? - температура теплового равновесия
Энергия, отданная паром при превращении его в воду
Q₁ = m₂ · r₂ = 0.05 · 2 300 000 = 115 000 (Дж)
Энергия, отданная водой, в которую превратился пар, при охлаждении её до температуры теплового баланса
Q₂ = c₂ · m₂ (t₃ - t₄) = 4200 · 0,05 · (100 - t₄) = 21 000 - 210t₄
Энергия, затраченная на нагревание льда до температуры плавления
Q₃ = с₁ · m₁ (t₂ - t₁) = 2100 · 0.12 · (0 + 5) = 1260 (Дж)
Энергия, затраченная на плавление льда
Q₄ = λ₁· m₁ = 330 000 · 0,12 = 39 600 (Дж)
Энергия, затраченная на нагревание воды, полученной изо льда до температуры теплового баланса
Q₅ = с₂ · m₁ (t₄ - t₂) = 4200 · 0,12 · (t₄ - 0) = 504t₄
Уравнение теплового баланса
Q₁ + Q₂ = Q₃ + Q₄ + Q₅
115 000 + 21 000 - 210t₄ = 1260 + 39 600 + 504t₄
714 t₄ = 95 140
t₄ ≈ 133.2°С
Этого не может быть, поэтому делаем вывод, что в результате вода изо льда нагрелась до температуры t₄ = 100°С, и только часть пара массой m превратилась в воду и температура теплового баланса равна t₄ = 100°С
Это значит, что часть пара массой m превратилось в воду
Энергия, отданная паром при превращении его в воду
Q₁ = m · r₂ = 2 300 000m
Q₂ = 0
Q₃ = 1260 Дж
Q₄ = 39 600 Дж
Q₅ = 504t₄ = 50 400 Дж
Уравнение теплового баланса
Q₁ = Q₃ + Q₄ + Q₅
2 300 000m = 1260 + 39 600 + 50 400
2 300 000m = 91 260
m ≈ 0.0397 кг или ≈ 40 г
Получается, что только 40 г пара превратились в воду и этого хватило для нагревания и плавления льда и нагрева воды, полученной изо льда до температуры 100 °С
Что такое работа тока? Энергия, которую несет в себе электрический ток, с течением времени преобразуется в световую или же тепловую. Например, когда мы включаем лампу, электрический вид энергии превращается в световую. Если говорить доступным языком, то работа тока - это то действие, которое произвело само электричество. При этом ее можно очень легко подсчитать по формуле. Исходя из закона о сохранении энергии, можем сделать вывод, что электрическая энергия не пропала, она полностью или частично перешла в другой вид, отдав при этом определенное количество теплоты. Эта теплота и есть работа тока, когда он проходит по проводнику и нагревает его (происходит теплообмен). Так выглядит формула Джоуля-Ленца: A = Q = U*I*t (работа равна количеству теплоты или же произведению мощности тока на время, за которое он протекал по проводнику).
Работают 2 причины.
1. Магнитные свойства вещества определяются вихревыми токами, ориентированными одинаково (Ампер). Когда начинаешь бить молотком, металл магнита плющится, ориентация токов меняется, становится хаотическим.
2. У магнитов, при некоторой температуре, называемой точкой Кюри, магнитные свойства теряются. И эта температура не так высока, для магнитов на основе железа около 700 градусов. Пи многократных частых ударах магнит постепенно нагревается. Не знаю, можно ли его нагреть до точки Кюри целиком, но на поверхности, по которой бьют- вполне реально. Кинетическая энергия молотка переходит во внутреннюю энергию магнита. В принципе, это можно рассчитать, но лень.
Вода, полученная от таяния льда нагреется до 100°С и на это уйдет энергия от части сконденсировавшегося пара. В калориметре будет 100°С. Вода + оставшаяся часть пара. Какая, нас не спрашивают.
Тепло нужное, чтобы нагреть лед до нуля, расплавить и полученную воду нагреть до 100°С меньше, чем тепло от конденсации пара. Значит он не весь превратится в воду при 100°С. Можно подсчитать, сколько грамм пара останется, еще одно небольшое действие.
ответ: 100°С.