Реши задачу, пошагово выполняя указанные действия. Определи, на сколько градусов можно нагреть воду массой 149 кг при сжигании керосина массой 0,6 кг, если считать, что теплота, выделившаяся при полном сгорании керосина, целиком пошла на нагревание воды. Удельная теплоёмкость воды равна 4200 Дж/(кг·°С), удельная теплота сгорания керосина — 43 МДж/кг.
(ответ округли до десятых).
Шаг 1. Запиши формулу для нахождения количества теплоты, необходимого для нагревания вещества (воды) массой m на Δt°С, и заполни пропуски в пояснении к данной формуле:
Qнагр=
⋅
в⋅Δ
,,
где
=
Дж/(кг·°С) — удельная теплоёмкость нагреваемого вещества (воды);
в =
кг — масса нагреваемого вещества (воды);
Δ
— изменение температуры вещества (воды) в результате нагревания.
Шаг 2. Запиши формулу для нахождения количества теплоты, которое выделяется при полном сгорании топлива (керосина) массой m, и заполни пропуски в пояснении к данной формуле:
Qгор=
⋅
т, где
=
МДж/кг =
Дж/кг — удельная теплота сгорания топлива (керосина);
т =
кг — масса топлива (керосина).
Шаг 3. Согласно условию, теплота, выделившаяся при полном сгорании керосина, целиком пошла на нагревание воды. Значит, количество теплоты Qнагр равно количеству теплоты Qгор.
Приравняй выражения для Qнагр и Qгор и в получившееся равенство подставь значения переменных (см. условие задачи, шаг 1 и шаг 2):
⋅
в⋅Δ
=
⋅
т,.
Подставь числовые значения физических величин:
4200⋅149⋅Δ
=
⋅106⋅
..
Шаг 4. Выполнив необходимые вычисления, реши получившееся линейное уравнение с точностью до десятых:
Δt =
°С.
1) amax = Fтр₀ / m - максимальное ускорение которое может сообщить сила трения покоя
amax = k * m * g / m = k * g = 0,1 * 10 м/с² = 1,0 м/с²
2) к доске приложена сила F = 20 Н
со стороны бруска на доску действует сила трения равная по 3-му закону Ньютона силе трения покоя Fтр = Fтр₀ = k * m * g
запишем уравнение 2-го закона Ньютона для доски
F - Fтр = (M + m) * a => a = (F - k * m * g) / (M + m)
a₁ = (20 Н - 0,1 * 10 кг * 10 м/с²) / 30 кг = 0,33 м/с² - a₁ < amax => брусок не скользит
a₂ = (60 Н - 0,1 * 10 кг * 10 м/с²) / 30 кг = 1,67 м/с² - a₂ > amax => брусок будет скользить
F = Fтр + (M + m) * a = 0,1 * 10 кг * 10 м/с² + 30 кг * 1,0 м/с² = 40 Н - сила приложенная к доске при которой начинается скольжение бруска по доске