Задание 3.
До какой температуры нагреется вода объёмом 0,6 л, находящаяся в медном калориметре массой 700 г и имеющая температуру 12 ºC, если впустить в калориметр водяной пар массой 45 г при температуре 100 ºC?
Задание 4.
В ущелье с высоты 260 м падает камень. Вследствие трения о воздух и удара о землю камень нагревается на 1,5 ºC. Определите удельную теплоемкость камня, считая, что 50% энергии камня расходуется на его нагревание.
Задание 5.
Мощность дизельного двигателя 357 кВт, КПД 30%. На сколько суток непрерывной работы хватит запаса топлива 60 т такому двигателю? Удельная теплота сгорания дизеля 42 МДж/кг.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Задание 3:
Для решения этой задачи воспользуемся законом сохранения теплоты. Обозначим за q1 и q2 количество теплоты, которое поглотила вода и водяной пар соответственно, а за С1 и С2 их удельную теплоемкость. Также обозначим изменение температуры как ΔT1 и ΔT2.

Уравнение закона сохранения теплоты имеет вид:
m1 C1 ΔT1 = -m2 C2 ΔT2,

где m1 и m2 - массы веществ, С1 и C2 - удельные теплоемкости, ΔT1 и ΔT2 - изменение температуры.

Для воды:
m1 = 0.6 кг, С1 = 4200 Дж/(кгºC), ΔT1 = T - 12 ºC,
Для водяного пара:
m2 = 0.045 кг, С2 = 2010 Дж/(кгºC), ΔT2 = T - 100 ºC,

где T - искомая температура нагрева воды и водяного пара.

Подставляем все в уравнение и находим значение T.

Задание 4:
Для решения этой задачи воспользуемся законом сохранения энергии. Удельная теплоемкость камня обозначается как с и равна количеству теплоты, требуемой для нагревания единицы массы камня на 1 ºC.

Из условия задачи нам известно, что 50% энергии тратится на нагревание камня, т.е. 50% энергии превращается в теплоту. Обозначим начальную потенциальную энергию камня как E, а теплоту, которую он получил после падения, как Q.

Уравнение закона сохранения энергии имеет вид:
E = Q + m c ΔT,
где m - масса камня, c - удельная теплоемкость камня, ΔT - изменение температуры.

Подставляем все известные значения и находим удельную теплоемкость камня c.

Задание 5:
Для решения этой задачи сначала найдем количество теплоты, которое выделяется при сгорании 1 кг дизельного топлива:
Q = 42 МДж/кг * 1000 кг/т = 42000 МДж/т.

Затем найдем количество теплоты, выделяемое в течение суток двигателем:
Q1 = 357 кВт 30% = 107 кВт = 107 кДж/с = 107 кДж/с 3600 с = 385200 кДж/ч.

Теперь найдем сколько топлива сгорает за час:
385200 кДж/ч / 42000 кДж/т = 9,2 т/ч.

Теперь легко рассчитать, сколько суток хватит запаса топлива:
60 т / 9,2 т/ч * 24 ч/сутки = около 156,5 суток.

Итак, запаса топлива хватит примерно на 156,5 суток непрерывной работы.