Физика

1) В ёмкости при температуре 25 0С находится кусочек парафина массой 50 г. Когда в ёмкость добавили кипяток, парафин

1) В ёмкости при температуре 25 0С находится кусочек парафина массой 50 г. Когда в ёмкость добавили кипяток, парафин расплавился, и температура жидкости повысилась до 75 0С. Какова масса воды, которую добавили в ёмкость?
2) Какую скорость должен иметь железный снаряд с температурой 340 0С, чтобы расплавиться при ударе о преграду, если 80% его кинетической энергии превращается в тепловую энергию при ударе?
Верные ответы (1):
  • Magicheskiy_Feniks
    Magicheskiy_Feniks
    26
    Показать ответ
    1) Решение задачи:
    Для решения этой задачи можно воспользоваться законом сохранения теплоты.
    Расплавление парафина происходит при повышении его температуры от температуры плавления до температуры, указанной в задаче (от 25 °C до 75 °C).
    Количество тепла, необходимое для расплавления парафина, можно вычислить по формуле:

    Q = m * L,

    где Q - количество тепла, m - масса парафина, L - удельная теплота плавления.

    Удельная теплота плавления парафина составляет около 200 кДж/кг.

    Согласно закону сохранения теплоты, количество тепла, отданное парафину при его охлаждении, равно количеству тепла, поглощенному водой при ее нагревании:

    Qпарафина = Qводы,

    mпарафина * Lпарафина = mводы * Cводы * (Tводы - Tпарафина),

    где mпарафина - масса парафина, Lпарафина - удельная теплота плавления парафина,
    mводы - масса воды, Cводы - удельная теплоемкость воды, Tпарафина - начальная температура плавления парафина, Tводы - конечная температура воды.

    Подставляя известные величины и решая уравнение относительно mводы, получим:

    mводы = mпарафина * Lпарафина / (Cводы * (Tводы - Tпарафина)).

    Подставляя числовые значения, получаем:

    mводы = 50 г * 200 кДж/кг / (4,18 кДж/(кг·°C) * (75 °C - 25 °C)),

    mводы ≈ 98 г.

    Таким образом, масса воды, которую добавили в ёмкость, составляет около 98 г.

    2) Решение задачи:
    Для решения этой задачи можно воспользоваться законом сохранения энергии.
    Кинетическая энергия снаряда равна половине произведения его массы на квадрат его скорости:

    KЭ = (1/2) * m * v^2,

    где KЭ - кинетическая энергия, m - масса снаряда, v - скорость снаряда.

    При ударе снаряда о преграду часть его кинетической энергии превращается в тепловую энергию, которая рассчитывается по формуле:

    Q = ε * KЭ,

    где Q - тепловая энергия, ε - коэффициент превращения, KЭ - кинетическая энергия.

    Согласно заданию, 80% кинетической энергии превращается в тепловую энергию:

    ε = 0,8.

    Из этих данных можно составить уравнение:

    Q = ε * KЭ,

    Q = ε * (1/2) * m * v^2,

    Выражая скорость снаряда:

    v = sqrt((2 * Q) / (ε * m)).

    Подставляя числовые значения, получаем:

    v = sqrt((2 * 0,8 * KЭ) / m),

    v = sqrt((2 * 0,8 * KЭ) / m),

    v = sqrt((2 * 0,8 * KЭ) / m),

    v ≈ sqrt((2 * 0,8 * m * v^2) / m),

    v ≈ sqrt(1,6 * v^2),

    v ≈ sqrt(1,6) * v ≈ 1,26 * v.

    Таким образом, скорость снаряда должна быть примерно в 1,26 раза больше его текущей скорости, чтобы расплавиться при ударе о преграду.
Написать свой ответ: