Сборник задач по физике - Славов А.В.
Скачать (прямая ссылка):
нагреть до t2 = 80°С пропусканием водяного пара при
125
Г3 = 100°С. Сколько пара для этого потребуется? Удельные теплоемкости
меди с, = 380Дж/(кг-К), воды с2 = 4,2 кДж/(кг-К). Удельная теплота
плавления льда г-0,33 МДж/кг. Удельная теплота парообразования воды X =
2,3 МДж/кг.
16.9. В калориметр положили кусок льда массой т= 10 кг, имеющий
температуру =-10°С. Найдите массу воды в калориметре после того, как его
содержимому сообщили количество теплоты <2 = 20МДж. Удельные теплоемкости
льда С! = 2,Ы03Дж/(кг-К) и воды с2 = = 4,2103 ДжДкг-К). Удельная теплота
плавления льда г = 0,33 МДж/кг. Удельная теплота парообразования воды X =
2,3 МДж/кг. Теплоемкостью калориметра пренебречь. Постройте график
зависимости температуры содержимого калориметра от времени.
16.10. В сосуд, содержащий воду массой т1 = 0,2 кг при температуре ?, =
8°С, погружают лед массой т2 = 0,3кг, имеющий температуру 12 = -20°С.
Какую температуру 0 будет иметь содержимое сосуда после того, как
установится тепловое равновесие? Удельные теплоемкости воды и льда равны
сх =4,2-103Дж/(кг-К) и с2 = 2,1103Дж/(кг-К) соответственно. Удельная
теплота плавления льда г= 0,33 МДж/кг. Теплоемкостью сосуда и потерями
теплоты пренебречь.
16.11. В калориметре находится т, = 500г льда при температуре Г, = 0°С. В
него вливают ш2 = 200г воды при Г2 = 80°С. Какая будет установившаяся
температура и что будет в калориметре? Теплоемкостью калориметра и
потерями теплоты пренебречь. Удельная теплоемкость воды с, = 4,2-103
Дж/(кг-К), удельная теплота плавления льда г= = 0,33 МДж/кг.
16.12. В калориметре находится вода т,=500г и лед т2 = 54 г при
температуре Г, = 0°С. В калориметр вводится водяной пар массой т3=10г при
температуре t2 = 100°С. Какой будет температура после установления
теплового равновесия? Удельная теплоемкость воды с,=4,2-103Дж/(кг-К),
удельная теплота плавления льда г=0,ЗЗМДж/кг, удельная теплота
парообразования воды X = 2,3 МДж/кг.
16.13. В сосуд с водой с общей теплоемкостью С= 1,7 кДж/К поместили лед
массой т = 0,1 кг, первоначальная температура которого f2=-8°C.
Первоначальная температура воды в сосуде f, = 20°C. Какая
126
температура установится в сосуде? Удельная теплоемкость воды с,= =4,2-
103Дж/(кгК) и льда с2=2,1 • 103 Дж/(кг-К). Удельная теплота плавления
льда г=0,33 МДж/кг. Рассеянием теплоты пренебречь.
16.14. С какой высоты Н упал без начальной скорости свинцовый шар, если
при абсолютно неупругом взаимодействии с поверхностью его температура
повысилась на ДГ=10К? Считать, что на нагревание шара идет 80% его
механической энергии, которой он обладал непосредственно перед
взаимодействием. Сопротивлением воздуха пренебречь. Удельная теплоемкость
свинца с= 130 Дж/(кг-К). Как изменится решение задачи, если шар будет
стальной и взаимодействие абсолютно упругое?
16.15. С какой скоростью должна вылететь из ружья свинцовая дробинка при
выстреле, сделанном вертикально вниз с высоты h = 100м, чтобы при ударе о
неупругое тело дробинка расплавилась? Считать, что выделившееся
количество теплоты распределилось между дробинкой и телом поровну.
Начальная температура дробинки Тх = 500 К, температура плавления свинца
Г2 = 600К, удельная теплоемкость свинца с = = 130 Дж/(кг-К), удельная
теплота плавления свинца г=25 кДж/кг.
16.16. Свинцовая пуля пробивает деревянную доску, причем скорость в
момент удара была Oj =400 м/с, а после прохождения доски о2= 100 м/с.
Температура пули в момент удара Г, = 323 К. Какая часть пули
расплавилась, если удельная теплота плавления свинца г= = 25 кДж/кг,
температура плавления Т2 = 600 К, удельная теплоемкость с~ 130 Дж/(кг-К).
Считать, что на нагрев пули идет Г| = 70% потерянной механической
энергии, а расплав остается внутри доски.
16.17. С какой минимальной скоростью влетает железное метеорное тело в
атмосферу Земли, если при этом оно испаряется? Испарение метеорного тела
происходит достаточно быстро. Его начальная температура Г, =4 К,
температура плавления железа t2 = 1535°С, температура кипения железа
г3=3050°С, удельная теплоемкость железа с= = 0,46 кДж/(кг-К), удельные
теплота плавления и испарения железа г=0,3 МДж/кг, А = 58 кДж/кг.
16.18. С какой скоростью должны лететь навстречу друг другу две
одинаковые льдинки с температурой -10°С, чтобы после абсолютно
127
неупругого удара обратиться в пар при 100°С ? Необходимые табличные
величины возьмите из справочника.
16.19. Под колоколом воздушного насоса находится сосуд с водой при 0°С.
Быстро откачивая воздух из-под колокола, можно превратить воду в лед.
Почему? Какая часть воды может быть обращена в лед при 0°С ? Удельная
теплота парообразования воды при 0°С А = 2,3 МДж/кг, удельная теплота
плавления льда г=0,33 МДж/кг.
16.20. Чистая вода может быть переохлаждена до температуры Г, = -10°С.
Такое состояние воды неустойчиво, и'при любом возмущении вода
превращается в лед с температурой t2 = 0°С. Какая масса льда,
образовавшегося из лереохлажденной воды, если масса воды была Ш| - 1 кг ?
