Работаем самостоятельно Изучение явления теплообмена
Оборудование: стеклянный стакан, измерительный цилиндр, холодная и горячая во-
да, термометр.
Рассчитайте температуру tѕ смеси холодной воды массой m, с начальной тем-
пературой t, и горячей воды массой т, с начальной температурой to. Проверьте
результаты расчёта экспериментально.
Содержание работы
Сучётом того, что удельные теплоёмкости горячей и холодной воды одинаковы, из
уравнения теплового баланса (313) определим температуру tо смеси горячей и холод-
ной воды:
с(mt + moto) - mth + mot,
tz
с(m+ тр) my + m2
Порядок выполнения задания
1. Отмерьте измерительным цилиндром 100 см холодной воды и вылейте воду в ста-
кан. Измерьте температуру tо холодной воды. Результаты измерений запишите в таблицу.
2. Налейте в измерительный цилиндр горячую воду объёмом 50 см и измерьте её
температуру t. Результаты измерений запишите в таблицу.
3. Вылейте горячую воду в стакан с холодной водой и измерьте температуру tо сме-
си. Результаты измерений запишите в таблицу.
4. Вычислите температуру top смеси
горячей и холодной воды для измерен- Таблица 31.1
ных значений температуры горячей и
ta, °C
холодной воды и для известных значе-
ний массы горячей и холодной воды.
30
Результаты запишите в таблицу.
m, г
m2 Г
t1 °C
t2 °C
tЗр, °C
t3э, °с
1)длина, которую видит человек, является укороченой , ввиду того, что ракета движется со скоростью отличной от нуля, особенно хорошо это заметно при релятивистских скоростях.
L=Lo корень из 1-v^2/c^2
Lo=300/0.68=441 м
2)Вторая задача-это первая наоборот,здесь нам нужно найти укороченое расстояние, при наблюдении с Земли.
L=Lo корень1-v^2/c^2
L=150*0.884=132.66 м
3)В третьей нужно найти разницу между длинами ракет:
L=Lo корень из 1-v^2/c^2
L=0.8*200=160 м
Тогда уменьшение длины равно 40 метров
m₁ = 1,5 кг
t₁ = 20 °C
m₂ = 1 кг
t₂ = -13 °C
c₁ = 4200 Дж / (кг · °С)
с₂ = 2100 Дж / (кг · °С)
λ = 340000 Дж / кг
m₃ - ?
Решение:
Вода в калориметре остудится до 0 °C.
Тепло, выделенное водой:
Q = c₁m₁t₁
Лед в калориметре нагреется до 0 °С
Тепло, поглощенное льдом:
Q = c₂m₂(-t₂)
Некоторая часть льда массой m₃ растает.
Тепло на плавление льда:
Q = λm₃
Так как потерь тепла нет, приравняем выделившееся и поглотившееся количество теплоты.
c₂m₂(-t₂) + λm₃ = c₁m₁t₁
2100 · 1 · 13 + 340000m₃ = 4200 · 1,5 · 20
27300 + 340000m₃ = 126000
340000m₃ = 98700
m₃ = 0,29 кг
Значит 0,29 кг льда растает, а останется 1 - 0,29 = 0,71 кг
ответ: 0,71 кг