В идеальной тепловой машине температура нагревателя 117°C, охладителя 21°C. Количество тепла, получаемые от нагревателя за 1 секунду, равно 60кДж. Вычеслите КПД машины, количество тепла передаваемое охладителю за 1 секунду и мощность машины.

Показать ответ

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)

Ответ:

Anyutahka

11.09.2021 10:52

Переводим толщины в СИ, т.е. из см в м.
Зная толщину и площадь получаем объем V=S*H (H-Толщина)
Далее вычисляем массу льда M=V+P (P плотность льда табл.)
Затем используем силу архимеда чтобы узнать объем погруженной части тела
Fa=Vпг ч тела * P жидкости * g.
а сила архимеда равна массе т.к. тело не тонет а плавает, отсюда
Mg=Vпг ч тела * P жидкости * g / M=Vпг ч тела * P жидкости
Sтела *Нпгч = М/Ржидкости / Нпгч=М/(Ржидкости * Sтела
зная объем погруженной части тела можно вывести уравнение:
S тела * Hпгч = S тела * H тела - Sтела * H выступающей части тела
тут сокращается Sтела и выходит так :
Hпгч = Нтела - H выступающей части
Нвыст части = Нтела - Нпгчт
Надеюсь вычисления сможете провести сами, если нет, оставьте комментарий

0,0(0 оценок)

Популярные вопросы: Физика