По условию задачи тепло передается медленно; значит, давления на поршень с двух сторон практически равны, т. е. в любой момент времени m1T1μ1V1=m2T2μ2(V−V1) m 1 T 1 μ 1 V 1 = m 2 T 2 μ 2 ( V − V 1 ) или ν1T1V1=ν2T2V−V1 ν 1 T 1 V 1 = ν 2 T 2 V − V 1 , (1) где T∗1,T∗2 T 1 ∗ , T 2 ∗ - температуры соответственно водорода и кислорода, V1 V 1 и (V−V1) ( V − V 1 ) - объемы, занимаемые газами (V V - объем сосуда) в данный момент. Внутренняя энергия двухатомного газа равна 52νRT 5 2 ν R T . Согласно закону сохранения энергии, 52ν1R(T∗1−T1)=52ν2R(T2−T∗2) 5 2 ν 1 R ( T 1 ∗ − T 1 ) = 5 2 ν 2 R ( T 2 − T 2 ∗ ) . (2) Из уравнений (1) и (2) получаем T∗1V1=ν1T1+ν2T2ν1V=const T 1 ∗ V 1 = ν 1 T 1 + ν 2 T 2 ν 1 V = c o n s t , иными словами, давление p1 p 1 в левой части сосуда, где находится водород (а значит, и давление p2 p 2 в правой части, где находится кислород), в процессе не меняется, т. е. процесс передачи тепла происходит изобарически. Поршень перестанет двигаться, когда температуры водорода и кислорода станут одинаковыми. К этому моменту, согласно закону сохранения энергии, 52ν1R(T−T1)=52ν2R(T2−T) 5 2 ν 1 R ( T − T 1 ) = 5 2 ν 2 R ( T 2 − T ) (T T - установившаяся в сосуде температура), откуда T=ν1T1+ν2T2ν1+ν2=325К T = ν 1 T 1 + ν 2 T 2 ν 1 + ν 2 = 325 К . Количество теплоты, отданное кислородом, равно сумме изменения его внутренней энергии 52ν2R(T2−T) 5 2 ν 2 R ( T 2 − T ) и совершенной над ним работы ν2R(T2−T) ν 2 R ( T 2 − T ) : Q=72ν2R(T2−T)≈1090Дж Q = 7 2 ν 2 R ( T 2 − T ) ≈ 1090 Д ж . Источник: https://earthz.ru/solves/Zadacha-po-fizike-6622
Объяснение:
Объяснение переведено в ответе.
Поставьте лучший ответ.
Объяснение:
Сперва мы обратим внимание на то, что вода находится в калориметре(!), т.е., в теплоизолированной среде, а это значит, что теплообмена с окружающей средой не происходит, более нагретая жидкость отдает свое тепло менее нагретой жидкости.
Составим уравнение теплового баланса:
Q1 + Q2 = 0
Теперь запишем эту формулу более подробно:
cm1(Θ - t1) + cm2(Θ - t2) = 0
Буквой t обозначены температуры, m - массы; c - удельная теплоемкость воды. Θ("тетта" - греч.) - это температура, которая установилась после теплообмена между жидкостями.
Задача с точки зрения физики решена.
Пошла одна алгебра.
Решим линейное уравнение: для этого мы cm1(Θ-t1) перенесем вправо с изменением знака на противоположный.
Получим:
cm2(Θ - t2) = -cm1(Θ-t1)
Из этого уравнения выразим m2:
m2 = -cm1(Θ-t1)/c(Θ-t2)
c в числителе и знаменателе можно сократить.
Останется:
m2 = -m1*(Θ-t1)/(Θ-t2)
Ну и займемся подстановкой данных:
m2 = -0,6 кг(40-20)градусов/(40-100)градусов
Градусы Цельсия сокращаются, ответ получим в килограммах.
В числителе будет -0,6 * 20
В знаменателе - -60
Получим: -12/-60 = 0,2 кг = 200 г (минус на минус дает плюс)
Следовательно, верно утверждение a, масса горячей воды действительно меньше 250 г.
Ну а так как нам надо выбрать одно утверждение, то все остальные утверждения(b, c, d) неверны.
Задача решена.