В начале "процесса" с края стола свисает (1/3)L цепочки общей массой m1 = m(1/3); центр массы этой системы находится на глубине L/6 и потенциальная энергия этого центра массы составляет W₁ = mgL/18 В конце соскальзывания с края стола свисает вся цепочка массой m2 = m цепочки; центр массы этой системы находится на глубине L/2 и потенциальная энергия этого центра массы составляет W₂ = mgL/2 Работа, произведённая силой гравитации есть разница этих двух уровней потенциальной энергии: A = mgL/2 - mgL/18 = (1/9)mgL = 0.8*10*1.5/9 = 1.33 Дж и численно равна, конечно, работе сил трения при соскальзывании двух третей цепочки длиной L и массы m со стола.
M₁ = 200 г = 0,2 г масса снега при t₁ = 100 C λ₁ = 330 000 Дж на кг удельная теплота плавления льда. m₂ = 500 г = 0,5 г масса пара при t₂ = 100 C λ₂ = 2256000 Дж на кг удельная теплота конденсации пара. Пар конденсируется, лёд тает а талая вода нагревается. Найти конечную температуру.
Конечная температура равна 100° С Это легко доказать.
Чтобы растопить 200 г снега и довести температуру талой водыдо 100° требуется всего-навсего 150 000 Дж: Q = m₁λ₁ + Cm₁100 = 0.2*330 000 + 0.2*4200*100 = 150000 Дж
При гигантской удельной теплоте парообразования воды на обеспечение такого количества теплоты уйдет конденсация лишь части массы пара: Q = km₂λ₁ k = (m₁λ₁ + Cm₁100)/m₂λ₁ = 150000/(0.5*2256000) = 0.13 m' = m₂*k = 0.5*0.13 = 0.065 кг = 65 г
Это значит, что конденсации всего лишь 65 г (13%) массы водяных паров выделится достаточно тепла, чтобы полностью растопить 200 граммов снега и довести талую воду до температуры 100 градусов. В итоге в калориметре останется 265 граммов воды и 435 граммов пара при температуре 100 градусов.
W₁ = mgL/18
В конце соскальзывания с края стола свисает вся цепочка массой m2 = m цепочки; центр массы этой системы находится на глубине L/2 и потенциальная энергия этого центра массы составляет
W₂ = mgL/2
Работа, произведённая силой гравитации есть разница этих двух уровней потенциальной энергии:
A = mgL/2 - mgL/18 = (1/9)mgL = 0.8*10*1.5/9 = 1.33 Дж и численно равна, конечно, работе сил трения при соскальзывании двух третей цепочки длиной L и массы m со стола.
t₁ = 100 C
λ₁ = 330 000 Дж на кг удельная теплота плавления льда.
m₂ = 500 г = 0,5 г масса пара при
t₂ = 100 C
λ₂ = 2256000 Дж на кг удельная теплота конденсации пара.
Пар конденсируется, лёд тает а талая вода нагревается.
Найти конечную температуру.
Конечная температура равна 100° С Это легко доказать.
Чтобы растопить 200 г снега и довести температуру талой водыдо 100° требуется всего-навсего 150 000 Дж:
Q = m₁λ₁ + Cm₁100 = 0.2*330 000 + 0.2*4200*100 = 150000 Дж
При гигантской удельной теплоте парообразования воды на обеспечение такого количества теплоты уйдет конденсация лишь части массы пара:
Q = km₂λ₁
k = (m₁λ₁ + Cm₁100)/m₂λ₁ = 150000/(0.5*2256000) = 0.13
m' = m₂*k = 0.5*0.13 = 0.065 кг = 65 г
Это значит, что конденсации всего лишь 65 г (13%) массы водяных паров выделится достаточно тепла, чтобы полностью растопить 200 граммов снега и довести талую воду до температуры 100 градусов. В итоге в калориметре останется 265 граммов воды и 435 граммов пара при температуре 100 градусов.
ответ: конечная температура 100 градусов.