В герметичном тонкостенном сосуде находится смесь воды и пара. Масса смеси М = 100 г. Сосуд вносят
в лабораторию и сразу же начинают измерять температуру смеси. Получившийся график зависимости t(τ) изображен на рисунке.
• В какой момент времени весь пар сконденсировался?
• Определите, сколько пара было в сосуде, когда его
внесли в лабораторию.
Удельная теплота парообразования воды L = 2,3 МДж/кг, удельная теплоемкость воды
c = 4200 Дж/(кг ∙°C), температуру в лаборатории считайте неизменной.
тут надо рассчитать четыре процесса:
1) нагревание льда от -10 до 0
формула Q1 = с1 m(t2 - t1)
с1- теплоёмкость льда, m = 2кг - масса льда, t1 = -10 t2= 0
2) плавление льда
формула Q2 = л1 m
л1 - удельная теплота плавления льда, m = 2кг - масса льда
3) нагревание образовавшейся после плавления льда воды
формула Q3 = с2 m(t3 - t2)
с2 - удельная теплоёмкость воды, m = 2кг - масса теперь уже воды,
t2 = 0 t3= 100
4) кипение воды
формула Q4 = л2 m
л2 - удельная теплота парообразования воды, m = 2кг - масса теперь уже воды
5) найти общее количество теплоты, сложив все четыре вычисленные в каждом процессе.
Определим э.д.с. самоиндукции катушки
t ≥ 0.
В момент коммутации эта э.д.с. равна напряжению на сопротивлении R, а в дальнейшем уменьшается по экспоненциальному закону. На основании изложенного можно сделать следующие выводы.
При коротком замыкании в рассматриваемой цепи ток в ней изменяется по экспоненциальному закону, уменьшаясь от начального значения до нуля. Скорость изменения тока определяется постоянной времени цепи, которая равна индуктивности катушки, деленной на активное сопротивление цепи. Практически можно считать, что переходный процесс заканчивается при t ≈ (3…5)τ , когда первоначальное значение тока уменьшается по модулю на порядок. Напряжение на катушке в начальный момент времени равно напряжению на активном сопротивлении:uL(0+) = I0R.
С энергетической точки зрения рассматриваемый переходный процесс характеризуется расходом энергии магнитного поля катушки на тепловые потери в резисторе. Следует отметить, что сопротивление резистора влияет не на количество выделенной теплоты W, а на начальное значение напряжения катушки и длительность процесса. В самом деле.
(в выводе пункт № 4 и №5)