Сколько льда, взятого при температуре 0*с, растопится, если ему сообщить количество теплоты, которое выделяется при конденсации водяного пара, масса которого при нормальном атмосферным давлением 8 кг, а температура 100*с
λ = 2 300 000 Дж/кг - удельная теплота конденсации пара L = 330 000 Дж/кг - удельная теплота плавления льда При конденсации m = 8 кг пара при температуре t₁ = 100° C выделяется количество теплоты Q = mλ = 8·2 300 000 = 18 400 000 Дж При поглощении энергии Q расплавится m' = Q/L = 18 400 000/330 000 = 56 кг льда при температуре t₀ = 0° C
Применение- На башне устанавливается большой бак с водой (водонапорная башня). От бака идут трубы с целым рядом ответвлений, вводимых в дома. Концы труб закрываются кранами. У крана давление воды, заполняющей трубы, равно давлению столба воды, имеющего высоту, равную разности высот между краном и свободной поверхностью воды в баке. Так как бак устанавливается на высоте десятков метров, то давление у крана может достигать нескольких атмосфер. Очевидно, что давление воды на верхних этажах меньше давления на нижних этажах.
F = Fд - сила давления на верхнюю грань болванки Считаем болванку в форме параллелепипеда. m = ρст.*V = ρст.*h*s => s = m/(ρст.*h1) = 200 кг / (7800 кг/м³ * 0,2 м) = = 0,13 м² - площадь верхней грани болванки. Fд. = p * s = (pг. + pатм.) * s = (ρв.*g*h + pатм.) * s = = (1000 кг/м³*10 Н/кг*(1 м - 0,2 м) + 1,01*10⁵ Па) * 0,13 м² = = (8000 Па + 1,01*10⁵ Па) * 0,13 м² = = (0,08*10⁵ Па + 1,01*10⁵ Па) * 0,13 м² = 1,09*10⁵ Па * 0,13 м² = = 1,4*10⁴ Н = 14 кН Именно эту силу нужно приложить чтобы оторвать болванку от дна. Архимедова сила здесь не т. к. вода под болванкой отсутствует, а сл-но отсутствует давление на верхнюю грань болванки. Давление на верхнюю грань наоборот создает силу, которая прижимает болванку к дну.
L = 330 000 Дж/кг - удельная теплота плавления льда
При конденсации
m = 8 кг
пара при температуре
t₁ = 100° C
выделяется количество теплоты
Q = mλ = 8·2 300 000 = 18 400 000 Дж
При поглощении энергии Q расплавится
m' = Q/L = 18 400 000/330 000 = 56 кг
льда при температуре t₀ = 0° C