Завдання для практичної роботи

Запитання для самоперевірки

1. За якою формулою визначають кількість теплоти, затрачуваної на плавлення кристалічного тіла довільної маси чи виділеної під час тверднення цього тіла?

2. Що називають питомою теплотою плавлення?

3. За якою формулою визначають кількість теплоти, яка виділяється під час згоряння довільної маси певного палива?

4. Що називають питомою теплотою згоряння палива?

5. Що називають рівнянням теплового балансу? Як його записують і читають?

Задача.У посудину, в якій знаходилася маса m _в = 2 кг води і маса m _л = 0,5 кг льоду при t ₀ = 0 °C, впущено водяну пару, що має температуру t _п = 150 °C (за нормального тиску). Після того, як лід розплавився, в посудині встановилася температура Q = 30 °C. Яку масу пари впущено у воду, якщо теплоємність посудини С _п = 630 Дж/К? Питома теплоємність води с _в = 4,19 , пари с _п = 1,97 ; питома теплота плавлення льоду l = 0,33 МДж/кг; питома теплота пароутворення r = 2,26 МДж/кг.

Дано: m в = 2 кг, m л = 0,5 кг, t 0 = 0 ºC = 273 К, t п = 150 ºC = 423 К, Q = 30 ºC = 303 К, C п = 630 Дж/кг, с в = 4,19 , с п = 1,97 , l = 0,33 МДж/кг, r = 2,26 МДж/кг.

Розв'язок: Кількість теплоти, що віддана парою під час її охолодження до температури конденсації (пароутворення), Q 1 = m п с п(t п – 100 ºС). Кількість теплоти, що віддана парою під час її конденсації: Q 2 = rm п. Кількість теплоти, яка віддана сконденсованою водою під час її охолодження до температури Q, Q 3 = m п c в(100 ºC – Q). Кількість теплоти, отримана льодом під час його плавлення, Q 4 = l m л. Кількість теплоти, отримана водою, що є в посудині, і водою із розплавленого льоду під час її нагрівання до температури Q, Q 5 = (m в + m л) c вQ. Кількість теплоти, отримана посудиною у процесі її нагрівання до температури Q, Q 6 = m пос с посQ = С пQ. Складаємо рівняння теплового балансу: Q 1 + Q 2 + Q 3 = Q 4 + Q 5 + Q 6, m п с п(t п – 100 ºС) + rm п + m п c в(100 ºC – Q) = l m л + (m в + m л) c вQ + С пQ. Звідки знаходимо:

m п -?

m = 255994,43 кг.

Відповідь: m = 255994,43 кг.

Задача 1. З якою швидкістю мають летіти назустріч одна одній дві однакові льодинки при температурі - 10 °С, щоб під час удару вони перетворилися в пару?

Відповідь: = 2,5 км/с.

Задача2. Тіло масою m = 100 кг ковзає вниз по площині, що нахилена під кутом a = 30º до горизонту. Як зміниться внутрішня енергія тіла і похилої площини під час переміщення тіла на відстань h = 3,0 м по вертикалі? Коефіцієнт тертя ковзання m = 0,2.

Відповідь: D U = 1020 Дж.

Задача 3. Автомобіль витрачає масу m = 5,67 кг бензину на шлях S = 50 км. Знайти потужність N, що розвивається двигуном автомобіля, якщо швидкість руху = 72 км/год і ККД двигуна h = 22 %. Питома теплота згоряння бензину q = 45 МДж/кг.

Відповідь: = 22,5 кВт.

Задача 4. На електроплитці потужністю N = 500 Вт, що має ККД h = 40 %, нагрівся до кипіння об'єм V = 0,8 л води, що взята при температурі t = 15 °С, і 10 % її перетворилось у пару. Як довго тривало нагрівання?

Відповідь: t 39 хв.

Задача 5. Одноатомний ідеальний газ під час ізобарного нагрівання виконує роботу 8 кДж. Обчислити зміну внутрішньої енергії та кількість теплоти, що передали газу.

Відповідь: D U = 12·10³ Дж, Q = 2·10⁴ Дж.

Задача 6. Яку роботу виконує молекулярний кисень масою 640 г під час його ізобарного нагрівання на 20 К?

Відповідь: А = 332 Дж.

Задача 7. З якою швидкістю свинцева куля має вдаритися об перешкоду, щоб розплавитись, якщо до удару температура кулі була 100 °С? Під час удару в тепло перетворюється 60 % енергії кулі.

Дата добавления: 2014-12-07