Дано:
C = С(кастрюли) = 76 Дж/°С
m = 500 г = 0,5 кг
t1 = 20 °C
t2 = 100 °C
t = 20 мин
n = 40% = 0,4
v = v(сгорания спирта) = 1 г/мин = 10^(-3) кг/мин
c = с(воды) = 4200 Дж/(кг*°С)
q = q(спирта) = 29*10⁶ Дж/кг
L = 2300 кДж/кг = 2300000 = 23*10⁵ Дж/кг
m' = m(выкипевшей воды) - ?
Сначала нагревается кастрюля, потом через неё передаётся тепло воде. Вода нагревается до температуры кипения, затем начинает выкипать. Когда температура достигает 100 °С, всё передаваемое тепло через кастрюлю идёт на парообразование воды (температура воды уже не повышается, значит не повышается и температура кастрюли). За время t кастрюля получила количество теплоты Q1, вода для нагрева получила количество теплоты Q2 и для кипения - количество теплоты Q3. На всё это действо пошло количество теплоты Q, которую выделил спирт, сгорая. Составим уравнение теплового баланса:
Q = Q1 + Q2 + Q3
Q = q*m - количество теплоты, выделевшееся при сгорании спирта. Но, учитывая КПД спиртовки и скорость сгорания спирта, получаем:
m(спирта) = v*t
Q = Q(полезной)
n = Qп/Qз => Qп = n*Qз =>
=> n*Q(затраченной) = n*q*v*t
Q1 = C*(t2 - t1) - теплота, которую получила кастрюля
Q2 = c*m*(t2 - t1) - теплота для нагрева воды
Q3 = L*m' - теплота, которая пошла на парообразование воды. Подставляем всё в уравнение теплового баланса, выражаем m' и находим значение:
Q = Q1 + Q2 + Q3
n*q*v*t = C*(t2 - t1) + c*m*(t2 - t1) + L*m'
n*q*v*t = (t2 - t1)*(C + c*m) + L*m'
L*m' = n*q*v*t - (t2 - t1)*(C + c*m)
m' = (n*q*v*t - (t2 - t1)*(C + c*m)) : L = (0,4*29*10⁶*10^(-3)*20 - (100 - 20)*(76 + 4200*0,5)) : (23*10⁵) = (0,4*29*20*10³ - 80*2176)/(23*10⁵) = (8*29*10³ - 80*2176)/(23*10⁵) = (80*29*10³*10^(-1) - 80*2176)/(23*10⁵) = (80*(29*10² - 2176))/(23*10⁵) = (80*(2900 - 2176))/(23*10⁵) = (80*724)/(23*10⁵) = 57920/(23*10⁵) = 5792/(23*10⁴) = 5792/23000 = 0,25182... = 0,25 кг = 250 г (или, что то же самое, 250 мл)
ответ: 250 г (250 мл).
1. Дано:
m = 0,6 т
a = 0,75 м/с²
Fс. = 250 H
Найти: Fт. – ?
Система «СИ»: m = 600 кг
OX: Fт - Fс = ma (2 закон Ньютона)
OY: N - mg = 0
Fт = ma + Fс
Fт = 600*0,75 + 250 = 700 Н
ответ: Fт = 700 Н
2. Дано:
g = 10 м/с²
m = 4 кг
Fс = 1,2 Н
Найти: a – ?
Ось OY: Fс - mg = -ma
a = (mg - Fс) : m
a = (4*10 - 1,2) : 4 = 9,7 м/с²
Примечание: если в условии сказано, что g = 9,8 м/с², то вместо 10 подставляете 9,8
ответ: a = 9,7 м/с²
3. Дано:
Fт = 624000 Н
m = 2600000 кг
S = 550 м
Vo = 10 м/с (36 км/ч)
V = 12 м/с (43,2 км/ч)
Найти: M – ? (коэффициент трения)
Задача решается через 2 закон Ньютона.
Введём оси X и Y.
OX: Fт - Fтр = ma (1)
OY: N - mg = 0 (2)
(Fтр – сила трения скольжения, N – сила реакции опоры, a – ускорение)
Fтр = MN, а N в данном случае = mg
Найдём a.
По формуле a = (V² - Vo²) : 2S
a = (12² - 10²) : (2*550) = 0,04 м/с²
Из (1) получаем, что Fт - MN = ma
Fт - Mmg = ma
M = (Fт - ma) : mg
M = (624000 - 2600000*0,04) : (2600000*10) = 0,02
ответ: M = 0,02
Удачи! ⚜️
