Какую массу пара при температуре 100 °С нужно впустить в сосуд со льдом массой 1кг при температуре 0 °С, если окончательная температура вещества в сосуде стала 30°С? Нагреванием сосуда и потерями энергии пренебречь.
Эта задача на применение закона Архимеда, в соответствии с которым (в данном конкретном случае) на тело, погруженное в жидкость, со стороны жидкости действует выталкивающая сила равная весу вытесненной воды. Данная в задаче труба, полностью погруженная в воду, вытеснит воды (Vв), по объему, ровно столько, какой объем имеет эта труба (объем сплошного цилиндра диаметром 2R =450 мм =0,45 м R=0,225 м, и длиной L= 10 м). Вес этой вытесненной воды (Fв) равен произведению плотности воды (рв) на объем вытесненной воды и на ускорение свободного падения (g). Т.е. Fв = рв*Vв*g. Объем вытесненной воды Vв = π*L*R² . Выталкивающая (архимедова) сила будет действовать вертикально вверх, а вниз будет действовать вес самой трубы (Fт) и вес полезного груза (Fп), величину которого нам у нужно найти. Вес трубы F т = mт*g. Таким образом, Fт + Fп = Fв. Отсюда Fп = Fв – Fт = рв*Vв*g - mт*g = g(рв*Vв – mт) = g(рв*π*L*R² –mт) = 10(1000*3,1415926…*10*0,225² – 7,15) = 15832,8 Ньютона
F - сила
S - путь ( 10 м )
F = m * g
m - масса
g - ускорение свободного падения ( 10 Н / кг )
m = p * V
p - плотность ( 7800 кг / м³ )
V - объём ( a * b * c = 5 * 0,5 * 0,5 = 1,25 м³ )
m = 7800 * 1,25 = 9750 кг
F = 9750 * 10 = 97500 H
A = 97500 * 10 = 975000 Дж = 975 кДж
15) E k =
m - масса ( 1 т = 1000 кг )
V - скорость ( 720 км/ч = 200 м/c )
E k =
E p = m * g * h
m - масса ( 1000 кг )
g - ускорение свободного падения ( 10 Н / кг )
h - высота ( 5 км = 5000 м )
E p = 1000 * 10 * 5000 = 50000000 Дж = 50 МДж