Реши задачу, пошагово выполняя указанные действия. Определи, на сколько градусов можно нагреть воду массой 936 кг при сжигании керосина массой 0,3 кг, если считать, что теплота, выделившаяся при полном сгорании керосина, целиком пошла на нагревание воды. Удельная теплоёмкость воды равна 4200 Дж/(кг·°С), удельная теплота сгорания керосина — 43 МДж/кг.
(ответ округли до десятых).
Шаг 1. Запиши формулу для нахождения количества теплоты, необходимого для нагревания вещества (воды) массой m на Δt°С, и заполни пропуски в пояснении к данной формуле:
Qнагр=
⋅
в⋅Δ
,,
где
=
Дж/(кг·°С) — удельная теплоёмкость нагреваемого вещества (воды);
в =
кг — масса нагреваемого вещества (воды);
Δ
— изменение температуры вещества (воды) в результате нагревания.
Шаг 2. Запиши формулу для нахождения количества теплоты, которое выделяется при полном сгорании топлива (керосина) массой m, и заполни пропуски в пояснении к данной формуле:
Qгор=
⋅
т, где
=
МДж/кг =
Дж/кг — удельная теплота сгорания топлива (керосина);
т =
кг — масса топлива (керосина).
Шаг 3. Согласно условию, теплота, выделившаяся при полном сгорании керосина, целиком пошла на нагревание воды. Значит, количество теплоты Qнагр равно количеству теплоты Qгор.
Приравняй выражения для Qнагр и Qгор и в получившееся равенство подставь значения переменных (см. условие задачи, шаг 1 и шаг 2):
⋅
в⋅Δ
=
⋅
т,.
Подставь числовые значения физических величин:
4200⋅936⋅Δ
=
⋅106⋅
..
Шаг 4. Выполнив необходимые вычисления, реши получившееся линейное уравнение с точностью до десятых:
Δt =
°С.
Дано:
р = 600 кПа = 600000 Па = 6*10⁵ Па
F1 = 150 H
S2 = 500 см² = 500/10000 = 0,05 м² = 5*10^(-2) м²
S1, F2, F2/F1 - ?
а) Давления равны, тогда приравняем отношение силы F1 к площади S1 к давлению р и выразим S1:
р = F1/S1
S1 = F1/p = 150/600000 = 15/60000 = 3/12000 = 1/4000 = 0,00025 м² = 0,00025*10000 = 2,5 см²
б) Чтобы вычислить силу F2, приравняем опять же к давлению р отношение F2/S2 и выразим F2:
p = F2/S2
F2 = S2*p = 5*10^(-2)*6*10⁵ = 5*6*10³ = 30000 Н = 30кН
в) Выигрыш в силе будет составлять:
F2/F1 = 30000/150 = 3000/15 = 1000/5 = 200
1. Чтобы найти начальную кинетическую энергию, надо использовать начальную скорость. Тогда:
Ек0 = m*v0²/2 = 1*20²/2 = 20*20/2 = 20*10 = 200 Дж
ответ: 200
2. В самом начале броска кинетическая энергия максимальна, т.к. максимальна скорость камня. Из закона сохранения механической энергии
Еп + Ек = Еп' + Ек'
делаем вывод, что в самом начале броска потенциальная энергия камня равна нулю. А в самом конце (в верхней точке подъёма) равна нулю будет уже кинетическая, тогда потенциальная будет максимальной. Тогда закон сохранения энергии будет:
0 + Ек(max) = Eп(max) + 0
Eк(max) = Eп(max)
m*v²(max)/2 = mg*h(max) | : m
v²(max)/2 = g*h(max)
h(max) = v²(max)/2g = 20²/(2*10) = 20*20/20 = 20 м
ответ: 20
3. Всё то же самое, что и в предыдущем пункте, только без выражения высоты:
Eк(max) = Eп(max)
Кинетическую мы уже находили, поэтому
Еп(max) = 200 Дж
ответ: 200