Теплопередача и фазовые переходы
1) Какова масса воды, налитой в ёмкость, если кусочек парафина массой 50 г расплавился при добавлении кипятка
1) Какова масса воды, налитой в ёмкость, если кусочек парафина массой 50 г расплавился при добавлении кипятка и температура жидкости стала равной 75 0С?
2) С какой скоростью должен лететь железный снаряд, чтобы расплавиться при столкновении с преградой, если его начальная температура составляет 340 0С и 80% его кинетической энергии превращается в тепло при ударе?
2) С какой скоростью должен лететь железный снаряд, чтобы расплавиться при столкновении с преградой, если его начальная температура составляет 340 0С и 80% его кинетической энергии превращается в тепло при ударе?
13.11.2023 12:52
Написать свой ответ:
Объяснение:
1) Чтобы решить эту задачу, нужно использовать закон сохранения энергии. Кусочек парафина расплавился, поэтому его теплота плавления должна быть равна теплоте, которая выделится при охлаждении кипятка, который налили в ёмкость.
Теплота плавления Qпл = m·Lпл, где m - масса парафина, Lпл - удельная теплота плавления.
Для воды, теплота охлаждения Qохл = m·c·ΔT, где m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры.
Поскольку Qпл = Qохл, получаем m·Lпл = m·c·ΔT.
Известно, что Lпл = 334 кДж/кг, а ΔT = 25 °С.
Теперь можем найти массу воды: m = (m·Lпл) / (c·ΔT).
2) В этой задаче нужно использовать закон сохранения энергии. Теплота, выделяемая при энергосиловом воздействии, должна быть равна изменению кинетической энергии снаряда.
Теплота Q = Eкин, масса снаряда - m, его начальная скорость - v0, удельная теплоемкость - c, изменение температуры - ΔT.
Теплота Q = m·c·ΔT, а изменение кинетической энергии Eкин = (1/2)·m·v0^2.
Известно, что ΔT = 3400 °C (разница между конечной температурой и начальной температурой) и что 80% кинетической энергии Eкин превращается в тепло. Поэтому можно записать уравнение:
(1/2)·m·v0^2 = 0.8·m·c·ΔT.
Теперь можем найти скорость снаряда: v0 = sqrt((0.8·c·ΔT) / 0.5).
Пример:
1) Для решения первой задачи, на входе таким образом: ""Масса парафина = 50 г, температура = 75 °С, Lпл = 334 кДж/кг, ΔT = 25 °С.""
2) Для решения второй задачи, на входе таким образом: ""Масса снаряда = ?, начальная скорость = ?, ΔT = 3400 °C, c = ?, 80% кинетической энергии превращается в тепло.""
Совет: Для выполнения задач, связанных с теплопередачей и фазовыми переходами, важно четко понимать понятие закона сохранения энергии. Вы также можете использовать известные формулы и значения удельных теплоемкостей и удельных теплот плавления/испарения для разных веществ. Помните, что вещества могут иметь разные удельные теплоемкости, и это нужно учитывать в задачах.
Ещё задача:
1) Масса кусочка льда при плавлении в атмосфере при комнатной температуре увеличилась на 10 г. Какова была масса исходного кусочка льда, если известно, что удельная теплота плавления льда равна 334 кДж/кг?
2) Температура железного бруска, которую можно прикоснуться без опаски обжечься - 55 °C. Пользоваться снарядом нашего орудия нельзя, если температура его начинающих раскалываться частей 400 °C. На какой высоте полетит наш снаряд, если он будет терять 1/8 кинетической энергии на каждой секунде полета? Масса снаряда - 10 кг.