На рисунке дан график изменения состояния идеального газа в координатах V, Т. Направление процессов указано стрелками. Как изменяются макроскопические параметры газа при переходе из одного состояния в другое? Представьте этот процесс на графике в координатах р, Т.
Нужно составить уравнение для общего времени. Общее время будет равно сумме отдельных промежутков:
t_o = t1 + t2 + t3
t2 известно. А каждый из двух оставшихся промежутков выразим через известные величины. Будем пользоваться формулой равномерного движения:
S = υ*t
Только вместо S будет V:
V = υ*t, тогда:
V1 = υ1*t1 => t1 = V1/υ1 = (V/2)/υ1 = V/(2*υ1)
V3 = υ3*t3 => t3 = V3/υ3 = (V/3)/υ3 = V/(3*υ3) =>
t_o = V/(2*υ1) + t2 + V/(3*υ3)
Нам неизвестен объём V. Его можно выразить, используя время t2, объём V2 и скорость υ2. Если сначала Карлсон съел половину банки (V/2), а потом ему осталось съесть треть банки (V/3), то со скоростью υ2 он съел объём V2, равный разности того, что осталось после первого съедения (а осталась ровно половина), и трети содержимого банки (V2 = V/2 - V/3):
При сгорании дров Q выделяется количество теплоты, которое определяется формулой: Q = λд * mд, где λд - удельная теплота сгорания дров, mд - масса дров.
Количество теплоты Q, которое необходимо для нагревания котелка и воды в нем, будет определяться формулой: Q = Св *mв *(t2 -t1) + Сж *mк *(t2 -t1), где Св, Сж - удельная теплоёмкость воды и железа, mв, mк - масса воды и котелка.
Массу воды найдём по формуле: mв = Vв *ρв, где Vв - объем воды, ρв - плотность воды.
Дано:
t_o = 1,5 ч = 90 мин
V1 = V/2
υ1 = 9 л/мин
t2 = 30 мин
υ2 = 4 л/мин
V3 = V/3
υ3 = υ_min - ?
t_o - общее время
t - время поедания части содержимого банки
υ - скорость поедания
V - объём банки варенья
Нужно составить уравнение для общего времени. Общее время будет равно сумме отдельных промежутков:
t_o = t1 + t2 + t3
t2 известно. А каждый из двух оставшихся промежутков выразим через известные величины. Будем пользоваться формулой равномерного движения:
S = υ*t
Только вместо S будет V:
V = υ*t, тогда:
V1 = υ1*t1 => t1 = V1/υ1 = (V/2)/υ1 = V/(2*υ1)
V3 = υ3*t3 => t3 = V3/υ3 = (V/3)/υ3 = V/(3*υ3) =>
t_o = V/(2*υ1) + t2 + V/(3*υ3)
Нам неизвестен объём V. Его можно выразить, используя время t2, объём V2 и скорость υ2. Если сначала Карлсон съел половину банки (V/2), а потом ему осталось съесть треть банки (V/3), то со скоростью υ2 он съел объём V2, равный разности того, что осталось после первого съедения (а осталась ровно половина), и трети содержимого банки (V2 = V/2 - V/3):
t2 = V2/υ2 = (V/2 - V/3)/υ2 = (3V/6 - 2V/6)/υ2 = (V/6)/υ2 = V/(6*υ2) => V = 6*υ2*t2
t_o = 6*υ2*t2/(2*υ1) + t2 + 6*υ2*t2/(3*υ3) = 3*υ2*t2/υ1 + t2 + 2*υ2*t2/υ3 - выражаем скорость υ3 и находим её значение:
t_o - 3*υ2*t2/υ1 - t2 = 2*υ2*t2/υ3
υ3 = (2*υ2*t2) / (t_o - 3*υ2*t2/υ1 - t2) = (2*4*30) / (90 - 3*4*30/9 - 30) = 240/(90 - 40 - 30) = 240/20 = 12 л/мин
υ_min = 12 л/мин
ответ: 12 л/мин.
Vв = 50 л = 50 *10^-3 м^3.
ρв = 1000 кг/м^3.
Св = 4200 Дж/кг *°C.
Сж = 460 Дж/кг *°C.
mк = 10 кг.
t1 = 15 °C.
t2 = 65 °C.
λд = 1 *10^7 Дж/кг.
mд - ?
При сгорании дров Q выделяется количество теплоты, которое определяется формулой: Q = λд * mд, где λд - удельная теплота сгорания дров, mд - масса дров.
Количество теплоты Q, которое необходимо для нагревания котелка и воды в нем, будет определяться формулой: Q = Св *mв *(t2 -t1) + Сж *mк *(t2 -t1), где Св, Сж - удельная теплоёмкость воды и железа, mв, mк - масса воды и котелка.
Массу воды найдём по формуле: mв = Vв *ρв, где Vв - объем воды, ρв - плотность воды.
Запишем уравнение теплового баланса: λд * mд = Св *Vв *ρв *(t2 -t1) + Сж *mк *(t2 -t1).
mд = (Св *Vв *ρв *(t2 -t1) + Сж *mк *(t2 -t1)) /λд.
mд = (4200 Дж/кг *°C *50 *10^-3 м^3 * 1000 кг/м^3 *(65 °C - 15 °C) + 460 Дж/кг *°C *10 кг *(65 °C - 15 °C)) / *10^7 Дж/кг = 1,07 кг.
ответ: необходимо спалить mд = 1,07 кг дров.