Задача Железный шарик радиусом 1 см, нагрет до температуры t. На какую глубину он погрузится в лёд? Теплопроводностью льда пренебречь
Решение
Шарик, охлаждаясь до температуры льда (поскольку в задаче не оговорен его температура по умолчанию считаем, что она равна 00С=273К ), отдает количество теплоты 
Это количество теплоты пойдет на плавление льда: 
;
Массу шарика вычислим следующим образом: 
Тогда нижняя точка шарика в итоге будет находится от поверхности льда на расстоянии (h+r), т.е. 
Подставляя полученные ранее выражения и решая полученное уравнение относительно h, получим в итоге:
Подставив численные значения, получим искомую величину.
Задача Медная проволока нагрета до температуры t1 и закреплена между двумя массивными не проводящими тепло держателями. Рассчитайте, насколько изменится длина проволоки при остывании до температуры t2 ?
Решение
Как известно, при нагревании большинство тел расширяются по закону:
где a- коэффициент температурного расширения.
Тогда запишем для каждого случая этот закон:
Изменение длины проволоки равно 
или
Преобразовав, получим: 
Подставив численные значения, получим искомую величину.
Задачи для самостоятельного решения
1.Какое количество вещества содержится в газе, если при давлении 200кПа и температуре 240 К его объем равен 40 л?
2.Термодинамической системе передано количество теплоты, равное 2000 Дж, и над ней совершена работа 500 Дж. Определите изменение внутренней энергии этой системы.
3.В стеклянный стакан налили 200 г воды температура которой 100°С. Какое количество теплоты получил стакан, если там установилась температура 91° С?
|
|
|
4.Каково давление сжатого воздуха, находящегося в баллоне вместимостью 20 л при температуре 12° С, если масса этого воздуха 2 кг?
5.В результате совершения работы внешними силами и теплопередачи внутренняя энергия системы увеличилась на 200 Дж. Какое количество теплоты было передано термодинамической системе, если при этом внешние силы совершили работу 50 Дж?
6. Чему равен коэффициент поверхностного натяжения воды, если с помощью пипетки с диаметром кончика 0,4 мм можно дозировать количество жидкости с точностью до 0,01 г.?
7.В подсолнечное масло опустили капиллярную трубку диаметром 0,05 мм. На какую высоту поднимется масло в капилляре?
8.Мыльный пузырь имеет диаметр d. Коэффициент поверхностного натяжения мыльной воды равен. На сколько давление внутри пузыря больше атмосферного?
9. Латунная гиря, нагретая до температуры 100° С, охлаждается до 20° С. Определите количество теплоты, выделившееся при охлаждении.
10.При изготовлении льда в холодильнике потребовалось 120 мин., чтобы из воды при Т=283К получить лед при Т=273К. Определите количество теплоты, затраченное на этот процесс.
|
|
|
11.На сколько градусов изменится температура воздуха при начальной его температуре 30оС в помещении объёмом 30 м3, если при работе кондиционера затрачено столько же тепла, сколько затрачивает холодильник для получения 2 кг льда при Т=270оК из воды при Т=293К ?
12.При попадании свинцовой пули, летящей со скоростью 350 м/с, в стальную плиту она нагрелась. Рассчитайте, на сколько градусов она нагрелась, считая начальную температуру пули в момент удара равной 30оС. Определите, при какой скорости пули она может расплавиться при ударе. (Считать, что вся энергия при ударе переходит только во внутреннюю энергию пули.)
13.Рассчитайте экономическую эффективность отопления углем, соляркой или газом кирпичного дома общей площадью 150 м2, если для поддержания комфортной температуры в нём требуется 0,034 кВт/ч. На выработку 1 кВт/ч требуется сжигать: угля на 1,25 рубля или 0,1 л солярки или газа (1 м3 солярки и газа стоит 18 рублей).
Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 686; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!