Физика. Часть 2. Молекулярная физика и термодинамика - Абражевич Э.Б.
Скачать (прямая ссылка):
27 количество теплоты терялось в единицу времени ? Удельные теплоемкости сосуда и воды а = 840 Дж-кг'-Кг1 , сг = 4,2-IO3 Дж кН Кг1 .
5.8. В алюминиевую кастрюлю массой 0,5 кг налит один литр воды. Кастрюля довольно долсо стоит на газовой плите, от которой ежесекундно получает 100 Дж теплоты, но не закипает. Через какое время температура воды станет меньше на один градус, если плиту выключить ? Плотность воды IO3 кг-м"3. Удельные теплоемкости воды и алюминия равны соответственно 4,2-IO3 Джкг'К'1 и 0,9 кДжкг'К"1 .
5.9. Какое количество теплоты сообщили медному шарику, если его объем увеличился на AV = 1 см3? Удельная теплоемкость меди с = 0,38 кДж кг-' К"1, плотность меди р = 8,9-IO3 кгм~3, коэффициент линейного расширения а = 1,7-IO"5 К"1.
5.3. Тепловые явления с изменением агрегатного состояния
5.10. В медном сосуде находятся вода массой mi = 15 кг и лед массой 1712 = 5 кг. Температура воды t = 0 °С. Сосуд необходимо нагреть до © = 80 0C пропусканием водяного пара при h= 100 °С. Сколько пара для этого потребуется? Масса сосуда т0 = 1 кг, удельная теплоемкость меди Со = 380 Дж-кг'-К-1 , удельная теплота плавления льда г = 0,33 МДжкг1, удельная теплота парообразования воды X = 2,3 МДж кг1, удельная теплоемкость воды с = =4,2-IO3 Дж кг' К"1. Потерями тепла пренебречь.
5.11. В калориметре находятся вода массой т\ = 500 г и лед массой Тїі2 — 54 г при температуре Х\ = 0 °С. В калориметр вводится водяной пар массой тъ = 10 г при температуре 1г = 100 °С. Какой будет температура после установления теплового равновесия ? Удельная теплоемкость воды с = 4,2-IO3 Дж кг' К"1 , удельная теплота плавления льда г = 0,33 МДжкг1, удельная теплота парообразования воды X = 2,3 МДж кг1.
5.12. Кусок свинца массой т = 1 кг расплавился наполовину при сообщении ему количества теплоты Q = 50 кДж. Какова была начальная температура свинца? Удельная теплоемкость свинца с = = 0,13 кДж кг' К"1, удельная теплота плавления свинца г = = 24 кДж кг1 , его температура плавления То = 600 К.
5.13. В чайник со свистком налили воду массой mi = 1 кг и поставили на электрическую плитку мощностью N = 900 Вт. Через Ti= 1 мин раздался свисток. Сколько воды останется в чайнике
28 после кипения воды в течение г2-2 мин ? Чему равен КПД нагревателя ? Начальная температура воды t = 20 °С, ее удельная теплоемкость с = 4,2-103 Дж-кг'-К-1, удельная теплота парообразования воды X = 2,3 МДж кг1.
5.14. В воду массой mi = 1 кг, взятую при температуре ti = 20 °С, бросают кусок железа массой тг = 0,1 кг, нагретый до ti = 500 °С. Некоторое количество воды обращается в пар. Окончательная температура воды получилась © = 24 °С. Пренебрегая рассеянием тепла, определите массу испарившейся воды. Удельные теплоемкости воды и железа а = 4,2-IO3 Дж-кг'-К"1, С2 = 0,46-IO3 Дж-кг'-К-', удельная теплота парообразования воды /.=2,3 МДж кг '.
5.15. В калориметр положили кусок льда массой т = 10 кг , имеющий температуру и = -10 °С. Найдите массу воды в калориметре после того, как его содержимому сообщили количество теплоты Q = 20 МДж. Удельные теплоемкости льда и воды сі = 2,HO3 Джкг-' К"1 и сг = 4,2-Ю3 Дж-кг'-К-'. Удельная теплота плавления льда г = 0,33 МДжкг-', удельная теплота парообразования воды X = 2,3 МДжкг'. Постройте график зависимости температуры содержимого калориметра от времени.
5.16. Свинцовая пуля пробивает деревянную доску, причем скорость в момент удара была vi = 400 м/с, а после прохождения доски vi = 300 м/с. Температура пули в момент удара Ti = 393 К. Какая часть пули расплавилась ? Удельная теплота плавления свинца г = 24 кДж-кг-', температура плавления T2 = 600 К, удельная теплоемкость с = 130 Дж кг-' К-'. Считать, что на нагрев пули идет tj = 10 % потерянной механической энергии, а расплав остается внутри доски.
5.17. В кастрюлю налили воду при температуре t = 10 0C и поставили на плиту. Через время т\ = 10 мин вода закипела. Через какое время T2 после закипания вода полностью испарится ? Удельная теплоемкость воды с = 4,2103 Дж-кН-К"', удельная теплота парообразования воды X = 2,3 МДж кг '.
5.18. Будет ли кипеть вода в маленькой кастрюльке, плавающей в большой кастрюле с кипящей водой ? Почему ?
29 6. КАЧЕСТВЕННЫЕ ЗАДАЧИ
6.1. В двух одинаковых сосудах при одинаковых давлении и температуре находятся влажный и сухой воздух. Вес какого сосуда больше ?
6.2. Почему для нагревания некоторой массы газа при постоянном давлении требуется большее количество теплоты, чем для нагревания такой же массы газа при постоянном объеме ? Изменение температуры газа в обоих случаях одинаково.
6.3. Почему при адиабатическом расширении газа его температура уменьшается ?
6.4. Газ расширяется из одного и того же состояния вначале изотермически, а затем адиабатически. В обоих процессах изменение объема газа одинаково. В каком случае газ совершил большую работу ?
6.5. Почему от горящих поленьев часто с треском отскакивают искры ?
6.6. Известно, что теплый воздух поднимается вверх. Почему же в атмосфере, наоборот, внизу теплее ?
