Расчеты теплового равновесия
Задание 3: Какова масса пара после введения водяного пара при температуре 100 °С в сосуд, содержащий смесь воды и льда
Задание 3: Какова масса пара после введения водяного пара при температуре 100 °С в сосуд, содержащий смесь воды и льда при температуре 0 °С (0,8 кг воды и 100 г льда), если температура после смешивания равна 30 °С и потери тепла не учитываются?
Задание 4: На сколько градусов нагрелась железная пластина массой 3 кг, на которую упал молоток массой 900 г с высоты девятиэтажного здания, если на нагревание пластины израсходовалось 25 % выделившегося при ударе количества теплоты? Высоту этажа принять равной 3 м.
Задание 5: Какова полезная мощность дизельного двигателя, если она составляет 500 л.с?
Задание 4: На сколько градусов нагрелась железная пластина массой 3 кг, на которую упал молоток массой 900 г с высоты девятиэтажного здания, если на нагревание пластины израсходовалось 25 % выделившегося при ударе количества теплоты? Высоту этажа принять равной 3 м.
Задание 5: Какова полезная мощность дизельного двигателя, если она составляет 500 л.с?
28.11.2023 22:10
Написать свой ответ:
Задание 3:
Общая масса смеси воды и льда составляет 0,8 кг (вода) + 0,1 кг (льдина) = 0,9 кг.
Сначала найдем количество теплоты, которое потребуется для нагревания льда до температуры плавления (0 °С).
Q1 = m * Lf, где m - масса льда, Lf - теплота плавления (условие задачи не указывает значение Lf, поэтому возьмем стандартное значение для воды равное 334 кДж/кг)
Q1 = 0,1 кг * 334 кДж/кг = 33,4 кДж.
Затем найдем количество теплоты, необходимое для нагревания жидкой воды от 0 °С до 30 °С.
Q2 = m * С * ΔT, где m - масса воды, С - удельная теплоемкость воды (4186 Дж/кг*°C), ΔT - изменение температуры.
Q2 = 0,8 кг * 4186 Дж/кг*°C * (30 °С - 0 °С) = 100512 Дж.
Таким образом, общее количество теплоты, необходимое для нагревания смеси до 30 °С, составляет Q = Q1 + Q2 = 33,4 кДж + 100512 Дж = 100545,4 Дж.
Масса пара может быть рассчитана по формуле: m = Q / Lv, где Q - количество теплоты, Lv - теплота парообразования воды (2256 кДж/кг).
m = 100545,4 Дж / 2256 кДж/кг = 44,6 кг.
Ответ: Масса пара после введения составляет 44,6 кг.
Задание 4:
Сначала найдем количество теплоты, которое выделило молотку при ударе.
Q1 = m * g * h, где m - масса молотка, g - ускорение свободного падения (9,8 м/с²), h - высота падения.
Q1 = 0,9 кг * 9,8 м/с² * (9 * 3 м) = 235,8 Дж.
Затем найдем количество теплоты, которое израсходовалось для нагревания пластины.
Q2 = k * m * ΔT, где k - коэффициент использования энергии (25% = 0,25), m - масса пластины, ΔT - изменение температуры.
Q2 = 0,25 * 3 кг * 4186 Дж/кг*°C * ΔT.
Теплота, выделившаяся при ударе молотка, равна теплоте, потраченной на нагревание пластины.
235,8 Дж = 0,25 * 3 кг * 4186 Дж/кг*°C * ΔT
Отсюда находим ΔT:
235,8 Дж = 3139,5 Дж/°C * ΔT
ΔT = 235,8 Дж / 3139,5 Дж/°C ≈ 0,075 °C
Ответ: Железная пластина нагрелась примерно на 0,075 °C.
Задание 5:
Мощность дизельного двигателя можно рассчитать по формуле:
P = Ф / t, где P - полезная мощность, Ф - сила, t - время.
Так как работа по силе равна произведению силы на путь, то
Ф = F * S, где F - сила, S - путь.
Степень полезной работы двигателя определяется по формуле:
P = Ф / t = (F * S) / t.
Если известна сила и скорость (V), то сила может быть выражена в виде:
F = m * V, где m - масса, V - скорость.
В данном случае масса неизвестна, но она не нужна для решения задачи.
P = F / t = (m * V) / t.
Таким образом, чтобы найти полезную мощность, нам необходимы значения массы двигателя, скорости и времени.
Ответ: Для решения задачи не хватает данных, чтобы определить полезную мощность дизельного двигателя.