Математическая физика задача
температуры в пластине при условии, что грань x=0 поддерживаются при нулевой температуре, а грань x=a теплоизолированная, начальная температура нулевая.
Физика - 1 тест ТУСУР сборник ответов
Вопрос 3 Верно Отметить вопрос Текст вопроса Закон возрастания Ответ разрешает для теплоизолированных систем прямые (во времени) процессы, связанные с возрастанием Ответ , и запрещает обратные
Решить по действиям с объяснением Кусок льда массой m0 = 1 кг находящийся при температуре t0 = -10°C, попадает…
Кусок льда массой m0 = 1 кг находящийся при температуре t0 = -10°C, попадает в очень большой теплоизолированный сосуд заполненный большой массой (значительно превышающий массу льда) жидкой воды, находящейся
Ответ на вопрос
Сначала найдем количество теплоты, необходимое для нагревания льда до 0°C:
Q1 = m0 c Δt1,
где m0 - масса льда, c - удельная теплоемкость льда (2100 Дж/(кг*°C)), Δt1 - изменение температуры от -10°C до 0°C (-10 - 0 = 10°C).Q1 = 1 2100 10 = 21000 Дж.Теперь найдем количество теплоты, необходимое для плавления льда при 0°C:
Q2 = m0 * L,
где L - удельная теплота плавления льда (334000 Дж/кг).Q2 = 1 * 334000 = 334000 Дж.Запишем закон сохранения энергии:
Q1 + Q2 = mx c Δt2,
где mx - масса льда после достижения теплового равновесия, Δt2 - изменение температуры от 0°C до температуры равновесия.Рассчитаем Δt2:
Q1 + Q2 = mx 2100 Δt2,
21000 + 334000 = mx 2100 Δt2,
mx = 350000 / 2100 ≈ 166,66 кг.Итак, после достижения теплового равновесия масса куска льда составит примерно 166,66 кг.
Еще
Готовые задачи для курсантов 41-50
вместимостью V под невесомым поршнем находится ν молей идеального одноатомного газа. Газ под поршнем теплоизолирован. На поршень положили груз массой М. Груз с поршнем переместился. Определить конечную температуру
Задача о работе газа На расположенный над сосудом с газом поршень массой M=100 кг положили груз такой же массы.…
всё время процесса совершил газ под поршнем? Ответ дайте в кДж, округлив до десятых. Поршень теплоизолирован и механически не трётся о стенки, атмосферное давление над поршнем отсутствует.
Ответ на вопрос
Решение:Работа, совершенная газом под поршнем, равна работе силы тяжести на перемещение поршня вниз. Работа силы тяжести равна произведению силы на путь, по которому перемещается поршень.Перемещение поршня h = 0.25 мРабота газа W = F * hСила, действующая на поршень, равна модулю разности между силой тяжести и силой, действующей сверху (равной нулю):F = M * gгде M - масса поршня, g - ускорение свободного падения.F = 100 кг * 9.8 м/c^2 = 980 НТогда работа газа W = 980 Н * 0.25 м = 245 Дж = 0.245 кДжОтвет: работа газа под поршнем составила 0.2 кДж.
Еще
За какое время растает теплоизолированный от окружающей среды куб льда весом 1кг если к нему подавать 0,102…
За какое время растает теплоизолированный от окружающей среды куб льда весом 1кг если к нему подавать 0,102 кг/сек воздуха, нагретого до 140 °C
Ответ на вопрос
Для расчета времени, за которое растает теплоизолированный от окружающей среды куб льда весом 1 кг, необходимо учесть количество тепла, необходимого для плавления льда, и количество тепла, которое поступает в результате подачи нагретого воздуха.Количество тепла, необходимого для плавления льда:
Q = m * L
где m - масса льда (1 кг), L - удельная теплота плавления льда (334 кДж/кг)Q = 1 кг * 334 кДж/кг = 334 кДжКоличество тепла, поступающее в результате подачи нагретого воздуха:
Q = m c ΔT
где m - масса воздуха (0,102 кг/с), c - удельная теплоемкость воздуха (1,005 кДж/(кг*°C)), ΔT - изменение температуры воздуха (140 °C)Q = 0,102 кг 1,005 кДж/(кг°C) * 140 °C = 14,2064 кДжВремя, за которое растает лед:
t = Q / P
где P - мощность подачи воздуха (0,102 кг/сек)t = (334 кДж + 14,2064 кДж) / 0,102 кг/с = 3366,061 кДж / 0,102 кг/с = 33000,6 сек ~= 9,167 часовТаким образом, теплоизолированный от окружающей среды куб льда весом 1 кг полностью растает при подаче 0,102 кг/сек нагретого воздуха за примерно 9,167 часов.
Еще
Физика первый курс в теплоизолированном (при исходной температуре 25°c) цилиндре объемом 4 л под поршнем площадью…
Физика первый курс в теплоизолированном (при исходной температуре 25°c) цилиндре объемом 4 л под поршнем площадью 20 см2 и массой 5 кг находится гелий. на поршень поставили гирю массой 5 кг. каков станет
Ответ на вопрос
Для решения задачи используем закон сохранения энергии:[
P_1V_1 + mgh_1 = P_2V_2 + mgh_2
]Где:(P_1) - давление в начальный момент времени(V_1) - объем газа в начальный момент времени(m) - масса груза(g) - ускорение свободного падения(h_1) - начальная высота поршня(P_2) - давление в конечный момент времени(V_2) - объем газа в конечный момент времени(h_2) - конечная высота поршняЧтобы определить новый объем газа, перейдем к новому уравнению, в котором масса груза принимается с обратным знаком (так как груз находится выше уровня газа, ему необходимо преодолеть высоту (h_2-h_1)):[
P_1V_1 + 5gh= P_2V_2 + 5gh_2
]Так как цилиндр теплоизолированный, то можно составить уравнение газового состояния:[
P_1V_1 = P_2V_2
]Таким образом, можно записать два уравнения:[
P_1V_1 + 5gh = P_2V_2 + 5gh_2
]
[
P_1V_1 = P_2V_2
]Подставим (P_2 = \frac{{m_1g}}{{A}} + P_0), где (A) - площадь поршня, (m_1) - суммарная масса поршня и груза, а (P_0) - атмосферное давление:[
P_1V_1 + 5gh = \left( \frac{{m_1g}}{{A}} + P_0 \right)V_2 + 5gh_2
]Также заменим давление через идеальный газ и уравнение состояния:[
PV = nRT
][
RT = \frac{{P_1V_1}}{n}
]
[
\frac{{RT}}{V_1} = P_1
]Теперь можно выразить (P_2) через (P_1) и (V_1), а затем вставить в уравнение:[
\frac{{RT}}{V_1}V_1 + 5gh = \left( \frac{{m_1g}}{{A}} + P_0 \right)V_2 + 5gh_2
]Решая уравнение для (V_2), получаем окончательный ответ.
Еще