Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Баканина Л.П. -> "Сборник задач по физике" -> 66

Сборник задач по физике - Баканина Л.П.

Баканина Л.П., Белонучкин В.Е., Козел С.М., Колачевский Н.Н. Сборник задач по физике — Москва, 1969. — 412 c.
Скачать (прямая ссылка): sbornikzadachpofizike1969.pdf
Предыдущая << 1 .. 60 61 62 63 64 65 < 66 > 67 68 69 70 71 72 .. 119 >> Следующая


Q1 = 1,41 • IO5 дж, Q2= 1,29 ¦ IO6 дж, Q = Q1 + Q2 = 1,43 • IO6 док.

Примечание. В идеальном холодильнике, свободном от непроизводительных потерь энергии, тепло, отданное комнате, и тепло, отнятое от охлаждаемого тела, связаны соотношением

Q = QiY;;

в нашем случае это дало бы Q = 1,53 • IO5 дж.

193. В процессе установления теплового равновесия лед расплавился, вода нагрелась до IOO0C и часть воды испарилась, так что в сосуде установилось давление насыщенных паров воды при 100°С, т. е. 1 атм. Массу испарившейся воды найдем по известным температуре (373° К), давлению (1 атм) и объему (10 л) из уравнения газового состояния (см. решение задачи 209)

PV

Запишем теперь уравнение теплового баланса:

M2Cм (T - Ti) = M1X + M1Cb (T1 - T0) + mq,

где T0 = 273° К, св — удельная теплоемкость воды, равная 4,2' IO3 дж/кг • град. Из этих двух уравнений может быть найдена начальная температура меди:

PV

M1[X + cB(T1-T0) + Vi -к=- q

T=T1+-j=-2ІІ—.

M2Cu

Подстановка числовых значений в эту формулу дает

T= 1053° К.

194. В цилиндре под поршнем находится m/ц грамм-молекул азота, где m — масса азота, ц — его молекулярный вес. Для нагревания этой массы азота при постоянном объеме потребовалось бы количество тепла

Qi=-^cv(Ti-Ti).

215 В нашем случае газ при нагревании расширяется в условиях постоянного давления. Следовательно, как это вытекает из закона сохранения энергии, полное количество тепла Q, необходимое для нагрева газа от T1 до T2, превышает Q1 на величину работы А, совершенной газом при расширении. Обозначая давление газа через Р, а изменение объема при расширении через ДК, получим

A = PKV = - H(T2-T1). ц

В последнем соотношении изменение объема AVr газа при расширении в условиях постоянного давления P выражено с помощью уравнения газового состояния через изменение температур T2 — T1. Таким образом,

Q = Q1 +A = Z-(C^R)(T2-T1).

Подстановка числовых значений дает Q= 110 дж.

Примечание. Следует обратить внимание на то, что величину c1, + /? можно рассматривать как теплоемкость одного моля газа в процессах, протекающих при постоянном давлении (ср).

195. Температура плавления льда понизится на

138 '

После повышения давления лед окажется при температуре выше температуры плавления и начнет плавиться. Его температура при этом будет понижаться. Плавление будет продолжаться до тех пор, гока температура льда не упадет до точки плавления при новом давлении. Массу расплавившегося льда mt можно найти из уравнения теплового баланса:

HtlX = тс АТ,

откуда

mcAT , , т{ = —jj-— = 1,4 г.

196. При образовании льда в переохлажденной воде выделяется теплота плавления в количестве X на каждую единицу массы образовавшегося льда. Это тепло идет на нагревание льда и воды. Процесс прекратится, когда выделится количество тепла, достаточное для нагревания системы до температуры плавлення. В силу закона сохранения энергии, так как все тепло в конечном счете идет только на нагревание, при расчете можно считать, что сначала вся вода нагрелась до температуры плавления T0, а потом образовалось необходимое количество льда при температуре T0.

На основании уравнения теплового баланса можно написать:

і м /т т \ Mc (Т — T0) mX, = Mc (Т — Г0), откуда m =-—т-—.

А

В этих соотношениях X есть удельная теплота плавления льда при температуре T0 = 273° К (и нормальном давлении), равная 3,34- IO5 дж/кг. Подстановка числовых значений дает

т. « 0,125 кг.

216 197. Полная энергия излучения генератора за время t равна

W = W ft.

За это же время в виде тепла в генераторе выделится энергия IOO-Tlg^lOO-T1 Л tI

Объем воды, который нагревается таким количеством тепла на ДГ = 10°, будет

У =_Q___ IOO-Ti Wft

ср ДГ T1 ср M '

За час это составит

V 100~60 6'500'3600'103 I?-.

60 4180-IO3-10 7 Л'

198. Количества тепла Qi и Q2, необходимые для испарения азота и плавления льда, могут быть записаны в таком виде:

Q1 = а (Г — T1) ti = In1Xlt

Q2 = a (Г — T2) t2 = m2X2,

где а —некоторый коэффициент пропорциональности.

Поделив эти выражения почленно и исключив таким образом а, найдем

, , т2 T-T1 tt

A1 — A2 - - —г.-—---—.

J mi і — T2 t2 Подставив числовые значения, получим

X1= 1,8- IO5 дж/кг.

199. При повороте воротка на угол Д<р его концы описывают путь M = г Дф, где г — плечо воротка. При этом приложенные к концам воротка силы F совершают работу

ДА = 2Fr Дф = M Дф,

где M — момент сил, приложенный к воротку.

Если толщина пластинки Н, а шаг резьбы h, то для нарезания резьбы нужно совершить n = H/h оборотов воротка. Гірн этом будет произведена работа

А = M ¦ 2яп = M • 2я



Нагрев пластинки можно найти из условия, что вся работа переходит в тепло, выделяющееся в пластинке. Тогда

. M -2л Ц- 0 „

. Л /г 2 л Af

А = іпс ДГ, ДГ =-=-j—-- = Tf—=10°.

тс р SHc IiSpc

Нагрев пластинки не зависит от ее толщины, так как и объем и работа пропорциональны Н.

217 Тепловое расширение тел

200. Будем считать, что средняя линия каждой пластинки (рис. 231) сохраняет длину, которая была бы в неизогнутом состоянии. Радиус г определяется из условий:
Предыдущая << 1 .. 60 61 62 63 64 65 < 66 > 67 68 69 70 71 72 .. 119 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed