Найдите на сколько изменилась внутренняя энергия газа если в тепловом двигателе газ получил 800 дж тепла и совершил работу 200 дж​

ответ: 0,55 г

Объяснение:

Дано:

V = 5 см³ = 5 * 10^-6 м³

m = 2 г = 2 * 10^-3 кг

ρ = 1000 кг/м³

ρг. = 11300 кг/м³

М - ?

Из условия понятно то что свинцовое грузило погрузилась в воду полностью а поплавок погрузился в воду лишь наполовину

Тогда так как поплавок вместе со свинцовым грузилом находится в состоянии покоя запишем второй закон Ньютона в проекции на ось

Оу: ρgVг. + ( ρgV )/2 - mg - Mg = 0

Упростим

ρg( Vг. + V/2 ) = g( m + M )

ρ( Vг. + V/2 ) = m + M

Мы знаем что M = ρг.Vг.

Тогда Vг. = М/ρг.

Значит

ρ( М/ρг. + V/2 ) = m + M

ρM/ρг. + ρV/2 = m + M

( 2ρM + ρг.ρV )/2ρг. = m + M

2ρM + ρг.ρV = 2ρг.( m + M )

2ρM + ρг.ρV = 2ρг.m + 2ρг.M

2ρM - 2ρг.M = 2ρг.m - ρг.ρV

2М( ρ - ρг. ) = ρг.( 2m - ρV )

M = ( ρг.( 2m - ρV ) )/( ρ - ρг. )

M = ( 11300( 2 * 2 * 10^-3 - 1000 * 5 * 10^-6 ) )/( 1000 - 1300 ) ≈ 5,5 * 10^-4 кг = 0,55 г

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