Определите какое количество дров необходимо сжечь, чтобы в алюминиевой кастрюле массой 500г расплавить лед взятый при температуре -15 0С и массой 2кг, нагреть получившуюся воду до 100 0С и полностью ее испарить. Удельная теплоемкость льда 2,1 кДж/(кгК), Удельная теплоемкость алюминия 0,88 кДж/(кгК), удельная теплота плавления 380 кДж/кг , удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг*К), удельная теплота парообразования воды 2,3 МДж/кг, удельная теплота сгорания топлива 10 МДж/кг.

Показать ответ

Ответ:

Александр12345678911

22.12.2021 07:32

Начнем с анализа имеющегося графика. Итак, процесс 1-2 – изобара, потому что давление не меняется. Объем растет, следовательно, растет температура. Процесс 2-3 – изохора. Объем неизменен, давление падает – следовательно, и температура падает тоже. Последний участок – 3-1 – изотерма. Объем уменьшается, давление растет. Попробуем изобразить этот цикл в новых осях. Возьмем оси V,T. Процесс 1-2 – изобара – будет в этих осях изображаться прямой, выходящей из начала координат. Двигаться по этой прямой будем вверх, так как мы уже заметили, что растут как температура, так и объем.

изопроцессы

Обратите внимание: начальную точку лучше ставить в центр, так как пока мы еще не знаем, куда нам предстоит затем двигаться: вверх, вниз, вправо или влево, и лучше будет оставить место для любого отрезка.

изопроцессы

Задача 1. Рисунок 2

Следующий процесс – изохора – изображается в осях V,T горизонтальной прямой. Двигаться будем влево, в сторону уменьшения температуры, так как давление падает. Причем можно заметить, что дойти мы должны ровно до начального уровня температуры – ведь дальше она меняться уже не будет.

изопроцессы

Задача 1. Рисунок 3

Ну и последний этап – изотерма, вертикальная прямая в осях V,T – до встречи с точкой 1.

изопроцессы

Задача 1. Рисунок 4

Теперь рассмотрим оси p,T. Изобара в этих осях – горизонтальная прямая, двигаемся вправо: температура растет (ведь объем-то увеличивается на исходном графике):

изопроцессы

Задача 1. Рисунок 5

Следующий процесс – изохора – изображается в осях p,T как прямая, обязательно выходящая из начала координат. Поэтому проводим вс прямую:

изопроцессу

Задача 1. Рисунок 6

И спускаемся по ней (давление же падает) вниз до достижения начальной температуры.

изопроцессы

Задача 1. Рисунок 7

После чего по изотерме нужно подняться вверх до достижения начального давления.

изопроцессы

Задача 1. Рисунок 8

Задача 2. Перечертить процесс, происходящий с газом из осей p,V в оси V,T и p,T.

изопроцессы

Задача 2. Рисунок 1

Проанализируем представленный цикл, можно даже подписать на нем названия процессов. Процесс 1-2 – изохора, давление растет, следовательно, и температура также. Затем следует изобара, объем растет, следовательно, температура тоже продолжает расти. Далее видим изотерму, по ней мы спускаемся до начального давления – давление падает, а значит, растет объем. Наконец, замыкает процесс опять изобара, но теперь объем уменьшается, следовательно, температура падает.

Рисуем в осях V,T: сначала горизонталь (изохора):

изопроцессы

Задача 2. Рисунок 2

Затем вс прямая из начала координат в точку 2 – будущая изобара.

изопроцессы

Задача 2. Рисунок 3

Теперь рисуем сам отрезок 2-3:

изопроцессы

Задача 2. Рисунок 4

Теперь отрезок 3-4 – это изотерма. Причем обратите внимание: в конце ее, в точке 4, мы должны оказаться при таком же давлении, каким оно было в точке 1, следовательно, двигаться нужно вертикально вверх, но до пересечения с изобарой, на которой лежит точка 1, поэтому сразу изобразим и ее тоже:

изопроцессы

Задача 2. Рисунок 5

Наконец, рисуем последнюю изобару 4-1:

изопроцессы

Задача 2. Рисунок 6

Переходим в оси p,T. Изохора в осях p,T – прямая, выходящая из начала координат. Следовательно, двигаемся вверх-вправо, так как температура растет и давление вместе с ней тоже:

изопроцессы

Задача 2. Рисунок 7

Далее – изобара 2-3, это прямая, параллельная оси температур. Двигаемся по ней вправо, так как температура растет:

изопроцессы

Задача 2. Рисунок 8

Далее – изотерма. Объем растет, это видно из исходного графика, а давление, стало быть, падает. Поэтому – спускаемся вниз. И спускаемся ровно до такой температуры, какой она была в точке 1.

изопроцессы

Задача 2. Рисунок 9

Завершаем цикл изобарой 4-1:

изопроцессы

Задача 2. Рисунок 10

Задача 3. Перечертить процесс, происходящий с газом из осей p,V в оси V,T и p,T.

изопроцессы

Задача 3.

Решение.

Показать

Задача 4. Перечертить процесс, происходящий с газом из осей p,T в оси p, V и V,T.

изопроцессы