Задача на закон сохранения энергии в тепловых процессах. Q₁- количество теплоты поглощенное при плавлении 6 кубиков льда Q₁= N*λ*m₀ Q₂- количество теплоты поглощенное водой, получившейся из льда, при нагревании ее от 0°С до температуры Θ Q₂= N*m₀*c*(Θ-t₀) Q₃- количество теплоты выделившееся при охлаждении лимонада Q₃= c*m*(tл-Θ) Составляем уравнение теплового : Q₁+ Q₂= Q₃ N*λ*m₀ + N*m₀*c*(Θ-t₀) = c*m*(tл-Θ) Раскрываем скобки и выражаем tл tл = Θ + (N*m₀/m)*Θ + λ*N*m₀/(c*m) ≈ 12°C + 1,5°C + 4,3°C =17,8°C ≈ 18°C
Q₁- количество теплоты поглощенное при плавлении 6 кубиков льда
Q₁= N*λ*m₀
Q₂- количество теплоты поглощенное водой, получившейся из льда, при нагревании ее от 0°С до температуры Θ
Q₂= N*m₀*c*(Θ-t₀)
Q₃- количество теплоты выделившееся при охлаждении лимонада
Q₃= c*m*(tл-Θ)
Составляем уравнение теплового :
Q₁+ Q₂= Q₃
N*λ*m₀ + N*m₀*c*(Θ-t₀) = c*m*(tл-Θ)
Раскрываем скобки и выражаем tл
tл = Θ + (N*m₀/m)*Θ + λ*N*m₀/(c*m) ≈ 12°C + 1,5°C + 4,3°C =17,8°C ≈ 18°C
Объяснение:
Дано:
m1 = 120г = 0.12кг - масса сосуда,
m2 = 200г = 0.2кг - масса воды,
c1 = 840Дж/(кг * К) - удельная теплоемкость стекла,
с2 = 4200Дж/(кг * К) - удельная теплоемкость воды,
t1 = 20°С - температура сосуда,
t2 = 100°С - температура воды,
t3 = 40°С - конечная температура сосуда с водой;
Найти dQ/dt.
Напишем уравнение теплового баланса:
Система должна была получить теплоту в количестве:
Q2 = m2 * c2 * (t2 - t3);
Но получила в количестве
Q1 = m1 * c1 * (t3 - t1);
Количество Q2 - Q1 система потеряла за 5мин:
Q2 - Q1 = 0.2 * 4200 * (100 - 40) - 0.12 * 840 * (40 - 20) = 4200 * 60 * 0.2 - 0.12 * 840 * 20 =
= 50400Дж - 2016Дж = 48384Дж.
Потеря теплоты в единицу времени:
dQ/dt = 48384Дж/300с = 161.3Дж/с.