Предположим, что весь пар и весь лёд – превратятся в состоянии термодинамического равновесия в воду. Таким образом, ответ к задаче уже был бы готов, Mвод=M+m, где M = 0.4 кг и m = 0.015 кг – масса исходного льда и исходного пара соответственно. Осталось лишь выяснить, верно ли сделанное вначале предположение.
Если у нас получится, что конечная температура вещества, ожидаемого как жидка вода, окажется выше tк = 100°С (температура кипения и конденсации), то, стало быть, наше предположение неверно, и нужно полагать, что не весь пар сконденсируется.
А если у нас получится, что конечная температура вещества, ожидаемого как жидка вода, окажется ниже to = 0°С, то, стало быть, наше предположение неверно, и нужно полагать, что не весь лёд расплавится.
С учётом сделанного предположения, запишем уравнение теплового баланса:
Qк + Qо = Qн + Qп + Qл , где:
Qк – отдаваемая при конденсации пара теплота,
Qо – теплота, отдаваемая при охлаждении воды, полученной из пара,
Qн – теплота, получаемая при нагревании воды, полученной из льда,
Qп – поглощаемая при плавлении льда теплота.
Qл – теплота, получаемая при нагревании льда,
Qк = Lm , где L = 2.3 МДж/кг – теплота конденсации пара,
Qо = cm(tк–t) , где с = 4.2 кДж/кг°С – теплоёмкость воды, а t – конечная температура,
Qн = cM(t–to) = cMt ,
Qп = λM , где λ = 330 кДж/кг – теплота плавления льда,
Qл = [c/2] M(to–tн) = [c/2] M(0+|tн|) = cM|tн|/2 , где tн = –14°С – температура исходного льда,
Qк + Qо = Qн + Qп + Qл ,
Lm + cmtк – cmt = cMt + λM + cM|tн|/2 ,
cMt + cmt = Lm – λM + cmtк – cM|tн|/2 ,
t(M+m) = (Lm–λM)/с + mtк – M|tн|/2 ,
t = ( (Lm–λM)/с + mtк – M|tн|/2 ) / (M+m) ,
вычислим:
t ≈ ( ( 2 300 000 * 0.015 – 330 000 * 0.4 ) / 4200 + 0.015*100 – 0.4*7 ) / 0.415 =
= ( ( 345 – 1320 ) / 42 – 1.3 ) / 0.415 < 0°C ;
Вычисленная конечная температура t<0°C, а значит, предпосылка о том, что весь лёд перейдёт в воду – неверна.
Пойдём другим путём. Предположим, что весь пар – превратится в состоянии термодинамического равновесия в воду, которая остынет до 0°C. А лёд нагреется до 0°C, но превратится в воду лишь частично. Будем считать, что в воду превратиться масса ∆M льда. Тогда, получаемое значение для ∆M должно подчиняться неравенству 0 < ∆M < M , т.е. масса льда, превращающегося в воду должна быть больше нуля и меньше массы всего льда. Итак:
Qк + Qо = Qп + Qл , где:
Qк = Lm ,
Qо = cm(tк–to) = cmtк,
Qп = λ∆M ,
Qл = [c/2] M(to–tн) = –cMtн/2 ,
Lm + cmtк = λ∆M – cMtн/2 ,
Lm + cmtк + cMtн/2 = λ∆M ,
∆M = ( Lm + c(mtк + Mtн/2) ) / λ ,
вычислим: ∆M = ( Lm + c(mtк + Mtн/2) ) / λ ≈
≈ ( 2 300 000 * 0.015 + 4200 ( 0.015*100 – 0.4*7 ) ) / 330 000 ≈ 0.088 кг ≈ 88 г ;
Значение массы льда, превращающейся в воду, получаемой из таких предположений – больше нуля и меньше массы всего льда, а значит, предположение оправданно. Весь пар, как мы указали выше, тоже превратится в воду. Стало быть, полная масса воды, получающаяся в заданных условиях, сложится из массы пара m и массы части льда, превращающегося в воду:
Mвод = ∆M + m ≈ ( Lm + c(mtк + Mtн/2) ) / λ + m ≈ 88 г + 15 г ≈ 103 г .
ОТВЕТ: 103 г.
Пройденый путь можно найти по формуле S=t*v
v=70 км/ч переводим вметры в секунду, 70/3,6=19,4м/с
t=?
Выражаем время из формулы работы A=P*t
t=A/P
P - Мощность P=8800 Вт
Работа=количеству теплоты
Находим количество теплоты выделившееся при сгорании 8 литров бензина
Q=q*m
q - удельная теплота сгорания
q=46 000 000 Дж/кг
m=Ро*v
Ро - плотность Ро=710 кг/³
v - объём v=0,008 м³
m=710*0,008=5.68 кг
Q=46000000*5,68=261280000 Дж
КПД=21%=0,21
A=261280000*0.21=54868800 Дж
t=A/P
t=54868800 Дж/8800 Вт=6235 секунд
S=19,4*6235=120959 м
S=120,959 км
Подробнее - на Znanija.com -
znanija.com/task/2364394#readmore
1)
A=mv^2/2=1000000*(108/3,6)^2/2 Дж =450 000 000 Дж = 450 МДж
2)
E=mg*S=mg*gt^2/2 = 2,5*10^2*1^2/2 Дж =<span>125 </span>Дж
3)
A=kx^2/2=40*0,01^2/2 Дж = <span>
0,002 </span>Дж
4)
E(h=15) = mgH-mgh = 2*10*(30-15) Дж = <span>
300
</span>Дж
E(h=0) = mgH-mgh = 2*10*(30-0) Дж = 600
Дж
5)
a=g*0,4
F=m*a
A=F*S=m*a*S=m*g*0,4*S=2000*10*0,4*50 Дж=<span>
400 000
</span>Дж = 400 кДж
