Поясніть, якої довжини була б трубка в досліді Торрічеллі, як би він використовував воду, а не ртуть. Зробіть необхідні розрахунки.

Показать ответ

Ответ:

gfjew56df

09.06.2022 09:47

розставляти сили необхідно визначити, з якими тілами взаємодіє велосипед. Оскільки велосипед і велосипедиста можна вважати одним цілим, то силами їх взаємодії можна знехтувати (наприклад, силами які діють у м’язах велосипедиста чи деталях, з яких складається велосипед). Велосипед взаємодіє:

1) з Землею, отже, на нього діє сила земного тяжіння mg;

2) деформує поверхню дороги, отже на нього діє сила пружності, яку ми назвали сила нормальної реакції N;

3) колеса велосипеда рухаються по поверхні дороги, отже на них діє сила тертя;

Складемо табличку, у яку випишемо характеристики сил, які діють на велосипед:

Назва сили

Точка прикладання

Напрямок

сила земного тяжіння

(mg)

прикладена центра мас велосипеда з велосипедистом

до центру Землі (вертикально вниз)

сила нормальної реакції

(N)

прикладена до точок контакту коліс велосипеда з поверхнею дороги (оскільки таких точок дві, то й сил N буде дві)

направлена проти деформації дороги перпендикулярно до її поверхні

сила тертя кочення

(Fтр2 )

прикладена до точки контакту переднього (веденого) колеса велосипеда з поверхнею дороги

направлена у напрямі проти руху осі переднього колеса паралельно до поверхні дороги

сила тертя

спокою

(Fтр1 )

прикладена до точки контакту заднього (ведучого) колеса велосипеда з поверхнею дороги

направлена у напрямі руху осі заднього колеса паралельно до поверхні дороги

0,0(0 оценок)

Ответ:

адам121

02.12.2021 12:44

Итак, что у нас происходит. Кусок льда, оказавшись в воде, сначала нагревается до температуры плавления, затем тает. При этом вода в сосуде охлаждается. Коль лед не весь растаял, есть основания полагать, что процесс завершился при температуре 0° С.
Тогда вода в сосуде, при охлаждении отдает количество теплоты Q₁:
Q_1=c_1*m_1*(T_0-T_1)

(1)
Тут:
с₁ - удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг·К)
m₁ - масса воды 1 кг (1л - 1кг)
T₀ - начальная температура воды 10°С
T₁ - конечная температура воды и льда 0°С

Лед принял количество теплоты Q₂ :
$Q_2=m_2*c_2*(T_2-T_1)+m_3*\lambda$ (2)
Где:
с₂ - удельная теплоемкость льда 2060 Дж/(кг·К)
m₂ - начальная масса льда
T₂ - начальная температура льда -20°С
T₁ - конечная температура воды и льда 0°С
m₃ - масса растаявшего льда.
λ - удельная теплота плавления льда 334*10³ Дж/кг
При этом:
m_2=m_3+0,1

кг (3)

Составляем уравнение теплового баланса, приравниваем Q₁ и Q₂. При этом, согласно (3) выражаем m₃ через m₂
$c_1*m_1*(T_0-T_1)=m_2*c_2*(T_2-T_1)+(m_2-0,1)*\lambda$ (4)
Теперь из 4 выражаем m₂:
$c_1*m_1*(T_0-T_1)=m_2*c_2*(T_2-T_1)+(m_2-0,1)*\lambda \\ 
m_2*c_2*(T_2-T_1)+m_2*\lambda=c_1*m_1*(T_0-T_1)+0,1\lambda \\ \\ 
m_2(c_2*(T_2-T_1)+\lambda)=c_1*m_1*(T_0-T_1)+0,1\lambda$

$m_2=(c_1*m_1*(T_0-T_1)+0,1\lambda)/(c_2*(T_2-T_1)+\lambda)$ (5)

Подставляя в (5) числовые значения, получаем:
$m_2=(4200*1*10+0,1*334000)/(2060*20+334000)\approx 0,201$ кг

ответ: Исходная масса льда 0,201 кг=201 г.

0,0(0 оценок)

Популярные вопросы: Физика