Сборник задач по физике. Громов Ю.Ю - 62 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

2
1
τ
τ
– ?
Решение:
Количество тепла Q, которое отбирает холодильник в единицу времени у воды в процессе ее охла-
ждения и замерзания одинаково, поэтому
21
21
)(
τ
λ
=
τ
−
=
m
TTcm
Q
,
где m – масса воды; τ
1
– время охлаждения воды до температуры T
2
; τ
2
– время превращения во-
ды в лед.
Имеем
)(
212
1
TTс −
λ
=
τ
τ
= 7,95.
Ответ:
2
1
τ
τ
= 7,95.
Задача 2 Кусок льда (масса m
1
= 5 кг) при температуре t
1
= –20 °С опустили в воду (масса m
2
– 20
кг). Температура воды до помещения в нее льда t
2
= 50 °C. Когда весь лед растает, при нормальном давле-
нии впускается водяной пар, масса которого m
3
= 1 кг, температура t
3
= 120 °С. Какая температура воды
установится в сосуде (влиянием изменения температуры стенок сосуда пренебречь)? Удельная тепло-
емкость льда с
1
= 2,1 кДж/кг ⋅ К, удельная теплота плавления льда λ = 0,33 МДж/кг, удельная теплоем-
кость воды c
2
= 4,2 кДж/кг ⋅ К, удельная теплоемкость водяного пара с
3
= 1,97 кДж/кг ⋅ К, удельная теп-
лота парообразования водяного пара r = 2,26 МДж/кг.
m
1
= 5 кг
t
1
= –20 °С
m
2
= 20 кг
t
2
= 50 °C
m
3
= 1 кг
t
3
= 120 °С
с
1
= 2,1 кДж/кг ⋅ К
λ = 0,33 МДж/кг
c
2
= 4,2 кДж/кг ⋅ К
с
3
= 1,97 кДж/кг ⋅ К
r = 2,26 МДж/кг
__________________________
θ
2
– ?
Решение:
Уравнение теплового баланса при помещении куска льда в воду имеет вид
)()0(
12221211111
θ−=θ+λ+− tcmcmmtСcm
o
,
где слева от знака равенства стоят слагаемые, соответствующие количеству теплоты, полученному
льдом при его нагревании до 0 °С и при таянии льда, а также количеству теплоты, сообщенному талой
воде при ее нагревании до установившейся температуры θ
1
(масса талой воды равна массе льда). Справа
– количество теплоты, отданное водой, находящейся в сосуде.
Находим температуру θ
1
воды после того, как лед растает
2221
1222111
1
cmcm
mtcmtcm
+
λ−+
=θ
= 22,3 °С.
Уравнение теплового баланса после впуска пара запишется как

Страницы