Найти изменение внутренней энергии 2 м3 воздуха, если температура его понижается от t1 = 250 °С до t2 = 70 °С. Зависимость теплоемкости от температуры принять линейной. Начальное давление воздуха р1 = 6 бар. ответ дать в ккал. ответ U = –253,8 ккал.
1. Нагрев льда от -10°C до 0°C. Для этого потребуется Q₁=c₁m(0-(-10)=10c₁m
c₁ - удельная теплоемкость льда
2. Плавление льда. Q₂=λm. λ - удельная теплота плавления льда
3. Нагрев образовавшейся воды от 0°C до 50°C. Q₃=c₂m(50-0)=50c₂m
c₂ - удельная теплоемкость воды
Итого, всего потребуется Q=Q₁+Q₂+Q₃=10c₁m+λm+50c₂m=m(10c₁+λ+50c₂)
m=500г=0,5кг
По спр-ку:
c₁=2100 Дж/(кг*К)
λ=3,3*10⁵ Дж/кг
c₂=4200 Дж/(кг*К)
Вычисляем: Q=0,5(10*2100+3,3*10⁵+50*4200)=280500 (Дж)
ответ: 280,5кДж
Существуют такие системы отсчёта, называемые инерциальными, относительно которых свободная материальная точка сохраняет величину и направление своей скорости неограниченно долго.
p.s.: Под свободной материальной точкой в данной формулировке понимается материальная точка, на которую не оказывается никакого внешнего воздействия, однако закон верен также для случая взаимно скомпенсированных внешних сил (это следует из 2-го закона Ньютона, так как скомпенсированные силы сообщают телу нулевое суммарное ускорение) .
Второй закон Ньютона:
В инерциальной системе отсчета ускорение, которое получает материальная точка, прямо пропорционально равнодействующей всех приложенных к ней сил и обратно пропорционально её массе.
При подходящем выборе единиц измерения, этот закон можно записать в виде формулы:
F=ma,
где F - сила, приложенная к материальной точке;
а - ускорение материальной точки;
m - масса материальной точки.
p.s.: Второй закон Ньютона действителен только для скоростей, много меньших скорости света и в инерциальных системах отсчёта. Для скоростей, приближенных к скорости света, используются законы теории относительности.
Нельзя рассматривать частный случай (при F=0) второго закона как эквивалент первого, так как первый закон постулирует существование ИСО, а второй формулируется уже в ИСО.
Третий закон Ньютона: сила действия равна по модулю и противоположна по направлению силе противодействия. Подчеркнём, что эти силы приложены к разным телам, а потому вовсе не компенсируются
Материальные точки попарно действуют друг на друга с силами, имеющими одинаковую природу, направленными вдоль прямой, соединяющей эти точки, равными по модулю и противоположными по направлению:
F1 = - F2
p.s.: Закон отражает принцип парного взаимодействия. То есть все силы в природе рождаются парами.