Задачи к 8-12 Сложный баланс. Поиск tx, виртуальный банк.




  1. В теплоизолированный сосуд поместили m = 1 кг воды при температуре t1 = 50°C и некоторое количество льда при температуре t2 = -10°C. Сколько могло быть льда, если после установления теплового равновесия температура оказалась t = 0°С. на диапазон
  2. В калориметр с 2,5 кг воды при температуре 5 °С поместили 800 г льда. Когда температура воды перестала изменяться, выяснилось, что льда стало на 64 г больше, чем было вначале. Определить начальную температуру льда.

 

Поиск tx

  1. В ванну с 20 кг воды, имеющей температуру 80 °С добавили 20 кг воды при температуре 20°С. Какая установится температура смеси? Потерь нет.
  2. В ванну с 20 кг воды, имеющей температуру 80 °С добавили 80 кг воды при температуре 20°С. Какая установится температура смеси? Потерь нет.
  3. В ванну с 20 кг воды, имеющей температуру 80 °С добавили 40 кг воды при температуре 20°С и 20 кг воды при температуре 40 °С. Найти температуру смеси? Потерь тепла нет.
  4. Какая температура установится в стакане с 200 г воды при 40 °С, если в него поместить кусочек льда массой 10 г при температуре —20 °С?
  5. В калориметре находится смесь из 500 г льда и 500 г воды при температуре 0 °С. В калориметр вливают воду массой 1 кг при температуре 50 °С. Какая температура установится в нем?
  6. В сосуде находится лёд и вода в одинаковых по массе количествах. Через сосуд пропускают пар при температуре 100 °С и в том же количестве. Какая установится конечная температура? Потерь тепла нет. [100 oC]

9. Экспериментатор Глюк перелил в чашу, находящуюся в морозильной камере, 1 литр воды. Для того, чтобы охладить содержимое чаши на 180С, потребовалось отобрать от него 403 103 Дж теплоты. Какой при этом стала температура содержимого чаши в морозильной камере? Все удельные характеристики известны.

 

 

Виртуальный банк

  1. В сосуде находится лед массой 1 кг при температуре –10 °С. В сосуд впускают 0,2 кг пара при температуре 100 °С. Какая температура установится в калориметре?

11. Определите температуру воды в сосуде, если в него налили одну кружку воды при температуре t1 = 40 °С, четыре кружки воды при температуре t2 = 30 °С и пять кружек воды при температуре t3 = 20 °С. Потери теплоты не учитывать. [ t = 26 °C ]

  1. В сосуд с водой, масса которой 250 г, а температура 20 °С, поместили 50 г расплавленного свинца, взятого при температуре 400 °С. Какая температура установится в результате теплообмена? Потерями пренебречь.
  2. В лаборатории в четырех стаканах находилась разное количество одинаковой жидкости при разных температурах. После проведения эксперимента связанного с переливанием и смешиванием, в трех стаканах оказалось другое количество жидкости при новых температурах. Сколько и при какой температуре осталось жидкости в четвертом стакане? Теплоемкостью стаканов, потерями жидкости и теплообменом с окружающей средой пренебречь.

 

Масса жидкости должна оставаться неизменной. Следовательно, 3m+3,5m+2m+5m=4m+m+4m+mx. Откуда mx=4,5m. Для нахождения температуры содержимого четвертого стакана воспользуемся методом «виртуального банка тепла». Предположим, что изначальное содержимое стаканов остыло до некоторой нулевой температуры. при этом выделилось тепло, которое запасем в некотором «банке». Затем это тепло пустим на нагревание содержимого трех стаканов в конце. Остатки тепла пойдут на нагрев содержимого четвертого стакана. По сути этот метод - отражение закона сохранения энергии для тепловых процессов. Уравнение теплового баланса примет вид: 3mc20t+3,5mc10t+2mc80t+5mc30t=

Q=4mc15t+mc60t+4mc25t+mxctx. С учетом mx=4,5m, получим tx=41,1оС.

  1. Сколько льда может получится из m = 1 кг переохлаждённой до t = –10 oС воды? Теплоёмкость обычной и переохлаждённой воды одинаковая. [ г]
  2. На сколько изменится удельная теплота плавления вещества при понижении температуры плавления на D t. Удельная теплоёмкость вещества в твёрдой и жидкой фазах равна c 1 и c 2. [ ]
  3. Две жидкости с начальными температурами T 1 и T 2 и удельными теплоёмкостями c 1 и c 2 смешали в теплоизолированном сосуде. В результате разность между начальной температурой одной из жидкостей и установившейся температурой T оказалась вдвое меньше разности начальных температур жидкостей. Найти отношение масс жидкостей. [ ]

17. Из ведра налили в кастрюлю некоторое количество воды, затем поставили кастрюлю на нагреватель и через 30 минут вода в ней закипела. Тогда из того же ведра зачерпнули еще некоторое количество воды и долили в кастрюлю. При этом температура воды в кастрюле понизилась на 12 °С. Через 5 минут после этого вода в кастрюле закипела. Какова температура воды в ведре. Теплообмен воды с внешней средой не учитывать. [ t = 16 °C ]

18. Ванну, ёмкостью 85 л необходимо заполнить водой, имеющей температуру 30 0С, используя воду при 80 0С и лёд при температуре -20 0С. Определите массу льда, который следует положить в ванну. Удельная теплоту плавления льда 336 кДж/кг, удельная теплоёмкость льда 2100 Дж/кгК, удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/кгК (mл = св(tв – tрвV/(сл(t0 – tл) + λ + св(tв – t0)) = 25 кг)

  1. Термометр, показывающий температуру 22 0C, опускают в воду, после чего он показывает температуру 70 0С. Чему была равна температура воды до погружения термометра? Масса воды 40 г, удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/кг К, теплоёмкость термометра 7 Дж/К.
    (72 0С).
  2. В калориметре смешивают три химически не взаимодействующие незамерзающие жидкости массами 1 кг, 10 кг и 5 кг с удельными теплоёмкостями 1, 4 и 2 кДж/кг К соответственно. Температуры жидкостей до смешивания были соответственно 6 0С, -40 0С и 60 0С. Найдите температуру смеси после установления теплового равновесия. (-19 0С)
  3. В сосуд, содержащий 9 кг воды при 20 0С, вводится 1 кг пара при 100 0С, который превращается в воду. Определите конечную температуру воды. Теплоёмкость сосуда и потери теплоты не учитывать. Удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/кг К, удельная теплота парообразования воды 2,1 106 Дж/кг. (78 0С).

 

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-10-25 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: