Протягом 1 хв на засніженій дорозі трактор буксував. Яку кількість снігу розтало за цей період, якщо температура снігу
Протягом 1 хв на засніженій дорозі трактор буксував. Яку кількість снігу розтало за цей період, якщо температура снігу становила -5 °С, а потужність, витрачена на буксування, була 15 кВт?
05.12.2023 10:47
Написать свой ответ:
Разъяснение:
Для решения данной задачи нам необходимо использовать понятие о количестве растаявшего снега в зависимости от величины потерь тепла.
В данной задаче снег растаял из-за потерь тепла, причиной которых является деятельность трактора. Используем закон теплопроводности: Q = Pt, где Q - количество тепла, P - потужность, t - время.
Сначала нужно перевести потужность из кВт в Дж/с: 1 кВт = 1000 Дж/с.
Таким образом, 15 кВт = 15000 Дж/с.
Затем нужно найти количество тепла, используя формулу Q = Pt: Q = 15000 Дж/с * 60 с = 900000 Дж.
Далее, используем формулу Q = mcΔt, где Q - количество тепла, m - масса растаявшего снега, c - удельная теплоемкость, Δt - изменение температуры.
Мы знаем, что удельная теплоемкость снега составляет приблизительно 2090 Дж/(кг*°С). Также известно, что температура снега изменилась на 5 градусов (от -5 °C до 0 °C).
Мы можем записать уравнение следующим образом: 900000 Дж = m * 2090 Дж/(кг*°С) * 5 °С.
Чтобы найти массу снега, делим обе части уравнения на 2090 Дж/(кг*°С) * 5 °С: m = 900000 Дж / (2090 Дж/(кг*°С) * 5 °С) ≈ 216.27 кг.
Таким образом, за указанный период растаяло примерно 216.27 кг снега.
Демонстрация:
Дано:
Потужність, P = 15 кВт
Температура снігу, Δt = -5 °С
Решение:
1. Перевести потужність в Дж/с: 1 кВт = 1000 Дж/с => P = 15000 Дж/с.
2. Розрахувати кількість тепла: Q = Pt = 15000 Дж/с * 60 с = 900000 Дж.
3. Використати формулу Q = mcΔt, де c - удельна теплоємність снігу (2090 Дж/(кг*°С)), Δt - різниця температур (5 °С).
4. Знайти масу снігу: m = Q / (cΔt) = 900000 Дж / (2090 Дж/(кг*°С) * 5 °С) ≈ 216.27 кг.
Совет:
Для лучшего понимания данной темы рекомендуется изучить законы теплопередачи и тепловые процессы, а также ознакомиться с удельными теплоемкостями различных материалов.
Закрепляющее упражнение:
Протягом 2 минут на ледяной поверхности потеряно 18000 Дж тепла. Узнайте, сколько льда растаяло, если его начальная температура была -10 °С, а удельная теплоемкость льда составляет 2090 Дж/(кг*°С). Ответ представьте в килограммах.