2. Какова формула расчета потенциальной энергии тела, находящегося на высоте? Пружины? Объясните формулы. (3)

Показать ответ

Ответ:

адам121

02.12.2021 12:44

Итак, что у нас происходит. Кусок льда, оказавшись в воде, сначала нагревается до температуры плавления, затем тает. При этом вода в сосуде охлаждается. Коль лед не весь растаял, есть основания полагать, что процесс завершился при температуре 0° С.
Тогда вода в сосуде, при охлаждении отдает количество теплоты Q₁:
Q_1=c_1*m_1*(T_0-T_1)

(1)
Тут:
с₁ - удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг·К)
m₁ - масса воды 1 кг (1л - 1кг)
T₀ - начальная температура воды 10°С
T₁ - конечная температура воды и льда 0°С

Лед принял количество теплоты Q₂ :
$Q_2=m_2*c_2*(T_2-T_1)+m_3*\lambda$ (2)
Где:
с₂ - удельная теплоемкость льда 2060 Дж/(кг·К)
m₂ - начальная масса льда
T₂ - начальная температура льда -20°С
T₁ - конечная температура воды и льда 0°С
m₃ - масса растаявшего льда.
λ - удельная теплота плавления льда 334*10³ Дж/кг
При этом:
m_2=m_3+0,1

кг (3)

Составляем уравнение теплового баланса, приравниваем Q₁ и Q₂. При этом, согласно (3) выражаем m₃ через m₂
$c_1*m_1*(T_0-T_1)=m_2*c_2*(T_2-T_1)+(m_2-0,1)*\lambda$ (4)
Теперь из 4 выражаем m₂:
$c_1*m_1*(T_0-T_1)=m_2*c_2*(T_2-T_1)+(m_2-0,1)*\lambda \\ 
m_2*c_2*(T_2-T_1)+m_2*\lambda=c_1*m_1*(T_0-T_1)+0,1\lambda \\ \\ 
m_2(c_2*(T_2-T_1)+\lambda)=c_1*m_1*(T_0-T_1)+0,1\lambda$

$m_2=(c_1*m_1*(T_0-T_1)+0,1\lambda)/(c_2*(T_2-T_1)+\lambda)$ (5)

Подставляя в (5) числовые значения, получаем:
$m_2=(4200*1*10+0,1*334000)/(2060*20+334000)\approx 0,201$ кг

ответ: Исходная масса льда 0,201 кг=201 г.

0,0(0 оценок)

Ответ:

daimon708

17.02.2021 04:34

Дано:
m = 14 г = 0,014 кг
t₁ = 25⁰ C = 298 К
t₂ = 225⁰ C = 498 К
M (N₂) = 28 г/моль = 0,028 кг/моль
R = 8,31 Дж/моль*К

Найти:
Q = ?

Решение:
Согласно условию задачи изменения давления не происходит т.е. процесс изобарный p = const.
$Q=A+\Delta U$
где $A=p\cdot \Delta V$ - работа совершаемая газом при его нагревании, иначе эту формулу можно записать как $A=\nu\cdot R\cdot \Delta T$
$\Delta U= \frac{3}{2} \cdot \nu\cdot R\cdot \Delta T$ - изменение внутренней энергии газа.
Из выше описанного имеем:
$Q=\nu\cdot R\cdot \Delta T+\frac{3}{2} \cdot \nu\cdot R\cdot \Delta T= \nu\cdot R\cdot \Delta T\cdot(1+ \frac{3}{2})=2,5\cdot\nu\cdot R\cdot \Delta T$
Количества вещества $(\nu)$ распишем как: $\nu= \frac{m}{M}$ . Тогда $Q=2,5\cdot \frac{m}{M} \cdot R\cdot \Delta T=2,5\cdot \frac{0,014}{0,028} \cdot 8,31\cdot (498-298)=831$ Дж
Или 0,831 кДж ≈ 0,8 кДж.

ответ: Q = 0,8 кДж.

*Примечание
Для умников* можно не переводить в систему СИ в дано значения.
Также $\Delta T=T_2-T_1=t_2-t_1$