Первоначально покоящийся в инерциальной системе

отсчёта сосуд с 20 литрами воды разгоняют до скорости

1м/сек. В результате этого внутренняя энергия жидкости:

1) Увеличилась на 10Дж.

2)Увеличилась на 1Дж.

3) Уменьшилась на 10 Дж.

4) Не изменилась.

Показать ответ

Ответ:

fhchfyhf1

31.05.2022 13:33

Итак, что у нас происходит. Кусок льда, оказавшись в воде, сначала нагревается до температуры плавления, затем тает. При этом вода в сосуде охлаждается. Коль лед не весь растаял, есть основания полагать, что процесс завершился при температуре 0° С.
Тогда вода в сосуде, при охлаждении отдает количество теплоты Q₁:
Q_1=c_1*m_1*(T_0-T_1)

(1)
Тут:
с₁ - удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг·К)
m₁ - масса воды 1 кг (1л - 1кг)
T₀ - начальная температура воды 10°С
T₁ - конечная температура воды и льда 0°С

Лед принял количество теплоты Q₂ :
$Q_2=m_2*c_2*(T_2-T_1)+m_3*\lambda$ (2)
Где:
с₂ - удельная теплоемкость льда 2060 Дж/(кг·К)
m₂ - начальная масса льда
T₂ - начальная температура льда -20°С
T₁ - конечная температура воды и льда 0°С
m₃ - масса растаявшего льда.
λ - удельная теплота плавления льда 334*10³ Дж/кг
При этом:
m_2=m_3+0,1

кг (3)

Составляем уравнение теплового баланса, приравниваем Q₁ и Q₂. При этом, согласно (3) выражаем m₃ через m₂
$c_1*m_1*(T_0-T_1)=m_2*c_2*(T_2-T_1)+(m_2-0,1)*\lambda$ (4)
Теперь из 4 выражаем m₂:
$c_1*m_1*(T_0-T_1)=m_2*c_2*(T_2-T_1)+(m_2-0,1)*\lambda \\ 
m_2*c_2*(T_2-T_1)+m_2*\lambda=c_1*m_1*(T_0-T_1)+0,1\lambda \\ \\ 
m_2(c_2*(T_2-T_1)+\lambda)=c_1*m_1*(T_0-T_1)+0,1\lambda$

$m_2=(c_1*m_1*(T_0-T_1)+0,1\lambda)/(c_2*(T_2-T_1)+\lambda)$ (5)

Подставляя в (5) числовые значения, получаем:
$m_2=(4200*1*10+0,1*334000)/(2060*20+334000)\approx 0,201$ кг

ответ: Исходная масса льда 0,201 кг=201 г.

0,0(0 оценок)

Ответ:

Nalasinskaya

15.02.2020 01:44

1. Какие материалы, обладающие малой теплопроводностью, вы знаете?

Какие их них используются для строительства жилых зданий?

Древесина, газобетон, пенобетон, минеральные и прочие ваты, пеностекло, пенопласт и многое другое. И все они используются в строительстве.

2. Стеклянный термоса имеет двойные стенки. Зачем из пространства, заключенного между ними, откачивают воздух?

Когда откачан воздух, исключается теплопередача через конвекцию, остается только через ИК-лучи. Поэтому термос лучше сохраняет тепло.

3. В каком случае ночное охлаждение земной поверхности через лучеиспускание происходит сильнее: при ясном или облачном небе? Почему?

При ясной погоде. ИК-лучи несут с собой энергию (так происходит остывание) и при ясной погоде уносят ее в верхнюю часть атмосферы. У ИК-лучей сравнительно большая длина волны и водяные пары воздуха поглощают их вместе с энергией, причем недалеко от земной поверхности, так как при облачном небе всегда высокая влажность. Пары воды, специалисты называют парниковыми газами, за высокую поглощать ИК излучение. Таким образом, при облачном небе над землей появляется более теплый слой воздуха, мешающий остыванию.

0,0(0 оценок)

Популярные вопросы: Физика