Семинар 10

Семинар 10.

Уравнение теплового баланса.

1. В сосуд, содержащий 600г. воды при температуре 50⁰С, бросают кусок льда массой 200г. при температуре (-10⁰С). Определите конечную температуру воды в сосуде. Теплоемкостью сосуда пренебречь.

2. Некоторая установка мощностью 30кВт охлаждается проточной водой, текущей по специальной трубе, диаметр которой 15мм. При установившемся режиме проточная вода нагревается на 15⁰С. Определить скорость воды, предполагая, что вся мощность установки идет на нагрев воды.

3. В тающую льдину попадает пуля, летящая со скоростью 1000м/с. Масса пули 10г. Считая, что 50% кинетической энергии превращается в теплоту и идет на плавление льда, найти, какое количество льда растаяло. Железный шарик радиусом 1см, нагретый на 120⁰С, положен на лед. На какую глубину погрузится шарик в лед, если удельная теплоемкость железа461Дж/кгК, а плотность 7800кг/м³? Температура окружающей среды 0⁰С.

4. В снеготаялке с КПД 25% сожжено 2т. дров. Какую площадь можно освободить от снега при температуре -5⁰С при сжигании такого количества топлива, если толщина снежного покрова 50см? Плотность снега 300кг/м³, удельная теплоемкость снега 1,7кДж/кгК, удельная теплота плавления снега 0,335МДж/кг, теплота сгорания дров 12,57МДж/кг.

5. В колбе находилась вода при температуре 0⁰С. Выкачав из колбы воздух, заморозили всю воду посредством ее испарения. Какая часть воды при этом испарилась, если притока тепла извне нет?

6. Для работы двигатель расходует 150кг каменного угля в 1ч. Охлаждение его осуществляется водой, температура которой при входе 12⁰С, а при выходе 27⁰С. Определите расход воды за 1с., если на нагревание воды затрачивается 25% общего количества тепла.

Д.З.

1. На рисунке показан график зависимости температуры Т вещества от времени t. В началь­ный момент времени вещество находилось в кристаллическом состоянии. Какая из точек соответствует окончанию процесса плавления вещества?

2. На графике представлена зависимость температуры Т вещества от времени t. В начальный момент времени вещество находилось в кристаллическом состоянии. Какая из точек соответствует окончанию процесса отвердевания?

3. В печь поместили некоторое количество алюминия. Диаграмма изменения температуры алюминия с течением времени показана на рисунке. Печь при постоянном нагреве передает алюминию 1 кДж энергии в минуту. Какое количество теплоты потребовалось для плав­ления алюминия, уже нагретого до температуры его плавления?

4. Для определения удельной теплоты плавления льдав сосуд с водой массой 300 г и температурой 20°С стали бросать кусочки тающего льда при непрерывном помешивании. К моменту времени, когда лед перестал таять, масса воды увеличилась на 84 г. Определите по данным опыта удельную теплоту плавления льда. Ответ выразите в кДж/кг.

5. Для охлаждения лимонада массой 200 г в него бро­сают кубики льда при 0°С. Масса каждого кубика 8 г. Первоначальная температура лимонада 30°С. Сколько целых куби­ков надо бросить в лимонад, чтобы установилась температура15°С? Тепловыми потерями пренебречь. Удельная теплоемкость лимонада такая же, как у воды.

6. Для охлаждения лимонада массой 200 г в него бросают кубики льда при 0°С. Масса каждого кубика 8 г. Какова первоначальная температура (по Цельсию) лимонада, если установилась температура 15°С после того, как в него бросили4 кубика? Удельная теплоемкость лимонада равна удельной теплоемкости воды. Тепловыми потерями пренебречь. Ответ округлите до целых.