На концах невесомой нерастяжимой нити, перекинутой через легкий неподвижный блок, подвешены два груза, массы которых равны 100 и 200 г. В начальный момент времени грузы покоятся на высоте 2 м от пола. Пренебрегая трением, определите ускорение грузов, натяжение нити при движении грузов и время, за кото рое груз массой 200 г достигнет пола.​

По определению: N = Q / t, где

N - мощность горелки,

t - искомое время,

Q - затраченное количество теплоты.

Разберемся поэтапно с Q.

На что наша горелка будет затрачивать энергию?

- плавление льда: λ m(л)

- нагрев образовавшейся воды до температуры кипения от начальной - нуля: c m(л) (100 - 0) = 100 c m(л)

- нагрев воды, которая уже находилась в сосуде: c m(в) (100 - 0) = 100 с m(в)

Таким образом, Q = λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в).

Запишем найденную формулу Q в формулу мощности:

N = ( λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в) ) / t,

откуда искомое время t:

t = ( λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в) ) / N.

Упростим выражение (выносим сотню и удельную теплоемкость воды за скобки):

t = ( λ m(л) + 100 c (m(л) + m(в)) ) / N,

t = ( 335*10^3 * 35*10^-2 + 10^2 * 42*10^2 * 9*10^-1) / 1,5*10^3,

t = (117250 + 378000) / 1,5*10^3,

t = (117,25 + 378) / 1,5 ≈ 330,16 c ≈ 5,5 мин

Нужно найти массу водорода в шаре. При температуре 293К=20С газ находится в нормальных условиях, следовательно каждый моль его занимает объем V0=22.4л, значит в шаре находится V\V0 молей газа. Умножаем это число на массу одного моля и получаем первоначальную массу газа в шаре M=((10^6*2*10^(-3))\22.4=90кг. Уравнения менделеева-клайперона для обоих состояний газа: 1. P1V1=MRT1\мю 2. P2V2=(M-m)RT2\мю, где m искомая нами масса. Учитывая, что P1=P2 по условию, и V1=V2, т. к. оболочка шара не растягивается (иначе газ не выходил бы) , имеем MT1\(M-m)T2. Решая относительно m получаем m=M(T2-T1)\T1)=5.75кг