| СОДЕРЖАНИЕ | Назад |
Практическое задание по теме "Фазовые переходы"
- Какое количество тепла нужно затратить , чтобы 6 кг льда при –20 С обратить в пар с температурой 100 С ?
- В сосуд, содержащий 2 л H2O и некоторое количество льда при 0 С было введено 0,38 кг водяного пара при температуре 100 С, в результате чего весь лёд растаял и вода в сосуде нагрелась до 70 С . найти массу льда находящегося в сосуде.
- В алюминиевый калориметр массой 0,2 кг , содержащий 0,34 кг воды при 23 С опустили 81 г льда при 0 С. Весь лёд растаял. Найти установившуюся в калориметре температуру – температуру теплового равновесия.
- 3 л воды при 80 С находящихся в стеклянном сосуде массой 1 кг требуется охладить до 5 С , опускал в неё лёд при 0 С. Найти массу льда, требуемого для этого.
- В сосуде находится 500 г воды и 200 г льда при 0 С. Сколько нужно добавить воды при 100 С , чтобы лёд расплавился и вода в сосуде нагрелась до 32 С ?
- В сосуд, содержащий 2 л H2O и некоторое количество льда при 0 С было введено 0,38 кг водяного пара при температуре 100 С, в результате чего весь лёд растаял и вода в сосуде нагрелась до 70 С . найти массу льда находящегося в сосуде.
Влажность воздуха обусловлена содержанием водяного пара в атмосфере Земли. Различают абсолютную влажность воздуха, измеряемую плотностью насыщенного пара, содержащегося в воздухе при данной температуре, т. е. p а = m / V , где pа – абсолютная влажность воздуха – плотность ненасыщенного пара. m – масса пара , V – объём, занимаемый паром. В СИ: [p а] = 1кг/ м3 на практике: [p н] = 1г/м3. Чтобы судить о степени влажного воздуха нужно его сравнить с самым влажным воздухом при данной температуре. Самым влажным воздухом является воздух, содержащий насыщенный пар, его плотность зависит от температуры и помещена в таблицу плотностей насыщенного пара при различных температурах. Степень влажности воздуха характеризует относительная влажность В = (pа / pн) * 100% . В СИ: [B] = % , t р – точка росы – это температура при которой пар в воздухе становится насыщенным. Зная t р, по таблице плотностей насыщенного пара при различных t можно определить pа –абсолютную влажность воздуха, что следует из формулы В – относительной влажности: если пар стал насыщенным при данной t , то В = 100% , а pа / pн = 1 , тогда pа = pн
Задача: Относительная влажность воздуха вечером при 16оС равна 55%. Выпадает ли роса, если ночью температура понижается до 8оС?
Дано:
В = 55%
t1 = 16C
t2 = 8C
---------
t р - ?
Решение:
Роса выпадает при охлаждении воздуха до точки росы,
и ниже, при t р – пар конденсируется – это и есть роса.
Если t р = 8 или t р > 8.
Чтобы найти t р нужно сначала узнать p a из формулы
В = p a / p н * 100% => p а = (В* p н) / (100%) , где p н ,
берётся из таблицы плотности насыщенного пара при
t = 16 , а затем по этой же таблице отыскивается число
pа и напротив него смотрится температура t р.
Значит, роса при понижении до 8о С не выпадает, т. к. t р < 8о С.
Влажность воздуха на практике измеряется гигрометром. Существуют волосяной, конденсационный и психометрический гигрометр, последний называется психрометром.
В заключение изучаемого раздела физики попробуем решать задачи, подобные этим:
- «Насколько нагреется при штамповке кусок стали массой 1,5 кг от удара молота массой 400 кг, если скорость молота в момент удара 7 м/с, а на нагревание стали затрачивается 60% энергии молота»
- «На сколько километров пути хватит 10 л бензина для двигателя мотоцикла, развивающего при скорости 54 км/г мощность 8,5 кВт и имеющего КПД 21%»
Чтобы решить первую задачу нужно обратить внимание на то, какая энергия в какую и в каком количестве переходит и знать формулы соответствующих энергии. В данной задаче механическая энергия, а точнее, вид – кинетическая энергия молота - переходит во внутреннюю энергию куска стали, который нагревается за счёт не всей кинетической энергии молота, а только её части 60% им 0,6 от всей энергии , т. е. n = 60% или n = 0,6
Дано:
m c, m m, v ,
n , C c
------------------
^ T - ?
Решение:
n*Ek = Q , где Е к = (m м*v2) /2 , а Q = Cc*mc*^T
n*(mм*v2) / 2 = Cc*mc*^T или n*mм*v^2 =2Cc*mc*^T
где n = 0,6, то нужно делить на 100%
Сс- удельная теплоёмкость стали из таблицы
А вот чтобы решить вторую задачу, надо знать КПД = n –теплового двигателя: n = А / Q * 100% теплоты, поступающей от нагревателя энергия Q при сгорании Q1 = q*m, где q- удельная теплота сгорания топлива известна для любого вида топлива и помещена в таблицу в СИ:[q] = Дж/ кг , а А- механическая работа по движению транспортного средства, использующего тепловой двигатель и определяемая по формуле А = F*S , где F – сила тяги двигателя, направление которой совпадает с перемещением S и поэтому cos d =1 . Если транспортное средство двигается равномерно, то величина перемещения S = v/t. Если известна мощность двигателя N, то A = N *t из формулы N = A/t СИ: [N] = Вт = Дж/с , [A] =Дж = H*м = Кг*м2/ c2
Дано:
[Q] = Дж
V,p,v,N,n,q
----------------
S - ?
Решение:
n = A/Q1 * 100%
A = N*t, S = v*t t =S/v тогда A = N*S/v
Q1 =q*m , где m= p*V из формулы p= m/V, тогда
Q1 = q*p*V подставив подчёркнутые формулы в формулу
n получим : n = ((N/(s/v))/q*p*V)*100% =>
- Теперь попробуйте сами решить следующие задачи:
- Трамвай массой 12 т имеющий скорость 28 км/ч тормозит и останавливается, Насколько нагреются его 8 чугунных тормозных колодок, если масса каждой колодки 9 кг и на их нагревание затрачивается 60% кинетической энергии трамвая ?
- При сверлении металла ручной дрелью сверло массой 50 г за 3 мин непрерывной работы нагрелось на 70 К. Считая , что на нагревание сверла пошло 15% сей энергии, определить развиваемую при сверлении мощность.
- С помощью механического молота массой 60 кг обрабатывается деталь массой 20 кг. За 35 ударов деталь нагрелась от 283 К до 291 К . Как изменяется величина скорости молота в момент удара ? Считать, что на нагревание детали затрачивается 70 % энергии молота.
- Лодочный мотор «Вихрь» имеет мощность 1,5 кВт и КПД 15% на сколько километров пути хватит ему 20 л бензина при скорости 30 км/ч?
- С какой средней скоростью движется грузовик, двигатель которого при мощности 76 кВт израсходовал на пути 120 км 64 л бензина КПД двигателя 32%
- Какая масса бензина нужна автомобилю, чтобы проехать 300 км , если масса машины 5Т, КПД двигателя 22% , а сопротивление составляет 0,05 веса машины ? Найти силу тяги двигателя и мощность при скорости 108 км/ч
- При сверлении металла ручной дрелью сверло массой 50 г за 3 мин непрерывной работы нагрелось на 70 К. Считая , что на нагревание сверла пошло 15% сей энергии, определить развиваемую при сверлении мощность.
