Расчётная задача по молекулярной физике или электродинамике · 56 заданий
- Задание №23№23
По двум горизонтальным параллельным проводящим рельсам с пренебрежимо малым сопротивлением, замкнутым на последовательно соединённые резистор с сопрот…
Закон Ома для участка цепи
- Задание №23№23
В стакан калориметра, содержащий 250 г воды, опустили кусок льда массой 140 г, имевшего температуру 0°С. После того как наступило тепловое равновеси…
Уравнение теплового баланса
- Задание №23№23
На металл падает поток фотонов с длиной волны в 3 раза меньше «красной границы» фотоэффекта. Во сколько раз уменьшится максимальная кинетическая энерг…
Расчётная задача: МКТ/электродинамика
- Задание №23№23
Кусок льда опустили в термос, содержащий воду при температуре 50°С. Начальная температура льда 0°С. При переходе к тепловому равновесию часть льда мас…
Уравнение теплового баланса
- Задание №23№23
Пластины большого по размерам плоского конденсатора расположены горизонтально на расстоянии d = 2 см друг от друга. Напряжение на пластинах конденсато…
Потенциальность электростатического поля
- Задание №23№23
В тонкой рассеивающей линзе получено уменьшенное в 4 раза изображение предмета. Определите модуль фокусного расстояния линзы, если изображение предмет…
Формула тонкой линзы
- Задание №23№23
В калориметре находятся в тепловом равновесии 50 г воды и 5 г льда. Какой должна быть минимальная удельная теплоёмкость материала болта, имеющего масс…
Изменение агрегатных состояний вещества: плавление и…
- Задание №23№23
На дифракционную решётку, имеющую 500 штрихов на 1 мм, перпендикулярно её поверхности падает узкий луч монохроматического света частотой 5 · 10¹⁴ Гц.…
Дифракция света
- Задание №23№23
На дифракционную решётку, имеющую 300 штрихов на 1 мм, перпендикулярно её поверхности падает узкий луч монохроматического света частотой 5,6 · 10¹⁴ Гц…
Дифракция света
- Задание №23№23
На металл падает поток фотонов с частотой в 3,5 раза больше «красной границы» фотоэффекта. Во сколько раз увеличится максимальная кинетическая энергия…
Расчётная задача: МКТ/электродинамика
- Задание №23№23
В калориметре находятся в тепловом равновесии 50 г воды и 5 г льда. Какой должна быть минимальная масса болта, имеющего температуру 339 К, чтобы после…
Уравнение теплового баланса
- Задание №23№23
Пластины большого по размерам плоского конденсатора расположены горизонтально на расстоянии d = 2 см друг от друга. Напряжение на пластинах конденсато…
Потенциальность электростатического поля
Какую массу воды можно нагреть до кипения при сжигании в костре 1,8 кг сухих дров, если в окружающую среду рассеивается 95% тепла от их сжигания? Начальная температура воды 10 оС, удельная теплота сгорания сухих дров λ = 8,3 ⋅ 106 Дж/кг. Ответ выразите в кг.
Решение
Решение:
Обозначения. mд=1,8 кг — масса сухих дров; λ=8,3⋅106 Дж/кг — удельная теплота сгорания сухих дров; m — искомая масса воды; c=4200 Дж/(кг·°С) — удельная теплоёмкость воды; t0=10 °С — начальная температура воды; tк=100 °С — температура кипения воды при нормальном атмосферном давлении; η=0,05 — доля выделившейся теплоты, полученная водой (95 % рассеивается в окружающую среду).
Законы. Теплота, выделяющаяся при полном сгорании топлива, Qсг=λmд. Теплота, необходимая для нагревания воды без изменения агрегатного состояния, Qнаг=cm(tк−t0). Уравнение теплового баланса с учётом потерь: воде достаётся лишь η-я часть выделившейся теплоты, Qнаг=ηQсг.
Вывод формулы. cm(tк−t0)=ηλmд⇒m=c(tк−t0)ηλmд.
Расчёт. Qсг=8,3⋅106⋅1,8=1,494⋅107 Дж, полезная теплота ηQсг=0,05⋅1,494⋅107=7,47⋅105 Дж. Тогда m=4200⋅(100−10)7,47⋅105 Дж=3,78⋅1057,47⋅105≈1,98 кг≈2 кг.
Ответ: m≈2 кг.