Однородный стержень длиной 150 см, имеющие постоянное поперечной сечения, в тепловой контакт с внешним источникам. стержень тёплоизолировали в момент когда распределение температуры вдоль него оказалась таким ,как показано на рисунке .какой станет температура стержня после прекращения теплообмена. ответ выразите в градусах, округлите до целых

Показать ответ

Ответ:

валентина268

12.04.2023 06:33

Глядя на рисунок, легко видеть, что $T_x=T_y \tan{60}$
С другой стороны, поскольку груз сохраняет наклон, то значит он движется только по горизонтали и совсем не движется в вертикальном неаправлении. А это возможно только при равновесии вертикальных сил. Т.е. T_y = mg

. Сопоставляя уравнения, видим, что $T_x=mg \tan{60}$ . А именно T_x

является единственной, а значит и определяющей центростремительное движение силой. Центростремительное ускорение, стало бють равно $a_u = \frac{ mg \tan{60} }{m}$ или $a_u = g \tan{60}$

В то же время, из кинематики, известно, что $a_u = \omega^2 R$ , Значит $\omega^2 R = g \tan{60}$ , откуда $\omega^2 = \frac{g \tan{60} }{R}$ и $\omega = \sqrt { \frac{g \tan{60} }{R} }$

А $\omega$ , как известно, в $2 \pi$ раз больше частоты. Осталась примитивная арифметика.

Груз, висящий на нити длиной 2м, отклоняют на угол 60° и начинают вращение в горизонтальной плоскост

Груз, висящий на нити длиной 2м, отклоняют на угол 60° и начинают вращение в горизонтальной плоскост

0,0(0 оценок)

Ответ:

Dilya173

09.06.2020 18:09

– масса любой порции анилина. Весь анилин, соответственно: 2m_a

$m_{\Lambda}$ – масса сосуда
t_o

– начальная температура
t_h

– температура нагретого анилина

– конечная температура

Пишем уравнение теплового баланса

(I) $Q_{af} + Q_{\Lambda} = Q_{ah}$ ;
где:
$Q_{af}$ – поглощённое тепло холодного анилина (Aniline Freeze)
$Q_{\Lambda}$ – поглощённое тепло холодного сосуда (Латунь)
$Q_{ah}$ – отдданное тепло горячего анилина (Aniline Hot)

(II) $Q_{af} = c_a m_a (t-t_o)$ ;

(III) $Q_{\Lambda} = c_{\Lambda} m_{\Lambda} (t-t_o)$ ;

(IV) $Q_{ah} = c_a m_a (t_h-t)$ ;

Теперь подставляем (II), (III) и (IV) в (I) и получаем:

$c_a m_a (t-t_o) + c_{\Lambda} m_{\Lambda} (t-t_o) = c_a m_a (t_h-t)$ ;

Отсюда:

$c_a m_a ( (t_h-t) - (t-t_o) ) = c_{\Lambda} m_{\Lambda} (t-t_o)$ ;

$c_a m_a ( t_h + t_o - 2t ) = c_{\Lambda} m_{\Lambda} (t-t_o)$ ;

$c_a = c_{\Lambda} \frac{ m_{\Lambda} }{m_a} \frac{ (t-t_o) }{ ( t_h + t_o - 2t ) }$ ;

Массовая дробь равна $\frac{1}{2}$ ;
Температурная дробь равна 10.
Итого, тёплоёмкость латуни умножается на 5 и получается 1900 – для анилина.

***** ЗАДАЧА [2] ПРО ГОРЕЛКУ *****

c = 4.19

Дж/кгС – теплоёмкость воды
$c_{_M} = 385$ Дж/кгС – теплоёмкость меди
q = 30

МДж/кг – теплота сгоряния спирта

– масса сосуда

– масса воды
m_s

– масса спирта
t_o

– начальная температура
$\eta = 0.5$ – КПД

– искомая конечная температура

Уравнение тёплового баланса:

(I) $\eta Q_s = Q_{_{HM}} + Q_{_{HB}}$ (если вода не закипит, иначе ответ: 100 грудусов), где:
Q_s

– теплота, выделяемая сжигаемым спиртом
$Q_{_{HM}}$ – теплота на нагрев меди
$Q_{_{HB}}$ – теплота на нагрев воды

Перепишем (I) через формулы тепловых явлений сгорания и нагревания:

(I*) $\eta m_s q = c_{_{HM}}m \Delta t +c_{_{HB}}M \Delta t$ ;

$\eta m_s q = ( c_{_{HM}}m +c_{_{HB}}M ) \Delta t$ ;

отсюда: $\Delta t = \frac{ \eta m_s q }{ ( c_{_{HM}}m +c_{_{HB}}M ) }$ ;
В итоге:
$t = t_o + \Delta t = t + \frac{ \eta m_s q }{ ( c_{_{HM}}m +c_{_{HB}}M ) }$ ;

Остались только арифметические расчёты, которые показывают, что температура ниже 100 грудусов. ответ можете расчитать сами. Он близок к 100, но отличается от 100.

0,0(0 оценок)

Популярные вопросы: Физика