Всосуд с водой, имеющий температуру 0 °c, впустили 1 кг стоградусного водяного пара. через некоторое время в сосуде установилась температура 20 °c. определите массу воды, первоначально находящейся в сосуде.
1 кг пара отдал тепла: а) при конденсации 2,3*10^6 Дж, б) при охлаждении от 100 до 20 градусов: 80*4200*1 = 336*10^3 Дж. Суммарное (2300+336)*10^3 = 2636*10^3 Дж. Для воды в сосуде Q = M*c*dT, отсюда M = Q / (c*dT) = 2636*10^3 / (4200*20) = 31,38 кг.
Закон сохранения энергии. РАбота силы тяги была потрачена на : а) разгон тела, б) преодоление действия силы трения. Работа на разгон тела была потрачена на изменение кинетической энергии тела от нуля до значения, которое определяется массой тела и его конечной скоростью: Ек=m*v2/2. Таким образом, А = Ек + Атр. Отсюда: Атр:=А-Ек=А-m*v2/2. Подставляем, преобразовывая кДж в Дж (120 кДж= 120 000 Дж), км/ч в м/с (36 км/ч = 10 м/с), тонны в кг (2 тонны = 2000 кг): Атр=120 000 - 2000*100/2=120 000 - 100 000 = 20 000 Дж. ответ: Работа силы трения: 20 000 Дж или 20 кДж.
Удельная теплота сгорания угля с=22 Дж/кг. Таки образом, количество теплоты выделяемой при сгорании mу=2 тонн=2000 кг угля: Qу=с*mу. С учетом указаного КПД, количество теплоты, которое идет на расплав меди: Qм=КПД*Qу=КПД*с*mу. Это количество теплоты идет на нагрев меди до температуры плавления и затем на ее плавление. Qм=Qн+Qп. Удельная теплоемкость меди: см=390 Дж/кг*град. Температура плавления меди: 1085 С. Количество теплоты, необходимое на нагрев до темп.плавления: Qм=см*m*(Tпл-T). Кол-во теплоты на расплавление: Qп=λ*m. ОБщее кол-во теплоты на нагрев и расплав: Qm=cм*m*(Tпл-T)+λ*m=m*(cм*(Тпл-Т)+λ)=КПД*с*mу. Отсюда выразим массу меди m: m=(КПД*с*my)/(cм*(Тпл-Т)+λ). КПД подставляем в виде коєффициента (50% = 0,5). m=(0,5*22*2000)/(390*(1085-250)+213000)=22000/(390*835+213000)=22000/(325650+213000)=22000/538650=0,04 кг=40грамм.
а) при конденсации 2,3*10^6 Дж,
б) при охлаждении от 100 до 20 градусов: 80*4200*1 = 336*10^3 Дж.
Суммарное (2300+336)*10^3 = 2636*10^3 Дж.
Для воды в сосуде Q = M*c*dT, отсюда
M = Q / (c*dT) = 2636*10^3 / (4200*20) = 31,38 кг.