На какую высоты можно поднять груз массой 1 кг за счет энергии, которая выделяется при охлаждении до 0 градусов цельсия пара массой 200 грамм взятого при 100 градусах цельсия

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи необходимо воспользоваться формулой для работы, совершенной при изменении внутренней энергии системы:

[W = -\Delta U = Q - W_{\text{друг}}]

где (Q) - количество теплоты, (W) - работа, (W_{\text{друг}}) - работа, совершенная над системой другими факторами (например, трения), а (\Delta U) - изменение внутренней энергии.

Первым шагом рассчитаем количество теплоты, выделяющееся при охлаждении пара массой 200 г от 100 до 0 градусов:

[Q = mc\Delta T]

где (m = 200 \text{г}), (c = 2.01\text{ Дж/(г * C)}), (\Delta T = 100\text{ C}). Подставляем значения:

[Q = 200 \cdot 2.01 \cdot 100 = 40200 \text{ Дж}]

Теперь найдем работу, которая будет совершена при поднятии груза массой 1 кг:

[W = mg \cdot h]

где (m = 1 \text{кг}), (g = 9.81 \text{м/с}^2), (h) - высота подъема. Зная, что работа совершается за счет тепловой энергии:

[W = Q = 40200 \text{ Дж}]

Подставляем значения для (W):

[40200 = 1 \cdot 9.81 \cdot h]

[h = \frac{40200}{9.81} = 4101 \text{м}]

Таким образом, груз массой 1 кг можно поднять на высоту 4101 метров за счет энергии, выделяемой при охлаждении пара массой 200 г от 100 до 0 градусов.