36. Уравнение теплового баланса. Фазовые переходы: задачи с ответами без решений

(Все задачи по молекулярно-кинетической теории и ответы к ним находятся в zip-архиве (290 кб), который можно скачать и открыть на своем компьютере. Попробуйте решить задачи самостоятельно и только потом сравнивать свои ответы с нашими. Желаем успехов!)

36.1.   В сосуд, содержащий m = 10 г льда при температуре t1 = −10° С, малыми порциями впускают водяной пар при температуре t2 = 100° С. Какое количество воды окажется в сосуде, когда весь лед растает?   [ ≅ 113 г ]

36.2.  Сферическая дождевая капля радиусом R = 2 мм падает с постоянной скоростью. На сколько повысится температура капли за время t = 10 с, если всё выделяющееся тепло идёт на её нагревание, а сила сопротивления воздуха Fc = 0.24πR2v2? (v — скорость капли).   [ ≅ 0.25 K]

36.3.   В стакан, содержащий m = 200 г воды, опускают нагреватель мощностью N = 50 Вт. Максимальная температура воды после длительного нагревания составляет t1 = 55° С. За какое время вода остынет на Δt = 1° С после выключения нагревателя? Оцените максимальную температуру воды в стакане при увеличении напряжения в сети на 20 %. Температура окружающего воздуха to = 20° С.   [ ≅ 16.8 c; ≅ 70° С]

36.4.   В цилиндре под невесомым поршнем площадью S = 100 см2 находится m = 1 кг воды при температуре 0° С. В цилиндре включают нагреватель мощностью N = 500 Вт. На сколько поднимется поршень за τ = 15 мин работы нагревателя? [ 2.2 м, где to = 0° С; To = 273 K ]

36.5.   В колбе находится вода при 0° С. Откачивая пар, воду заморозили. Какая часть воды испарилась?   [ ≅ 1/7 ]

36.6.   Сколько льда может получится из m = 1 кг переохлаждённой до t = −10° С воды? Теплоёмкость обычной и переохлаждённой воды одинаковая. [ ≅ 124 г]

36.7.   На сколько изменится удельная теплота плавления вещества при понижении температуры плавления на Δt. Удельная теплоёмкость вещества в твёрдой и жидкой фазах равна c1 и c2.   [смотрите ответ в общем файле]

36.8.   Две жидкости с начальными температурами T1 и T2 и удельными теплоёмкостями c1 и c2 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.   [смотрите ответ в общем файле]

36.9.   Если температура на улице равна ty1 = −20° С, то температура в комнате равна tk1 = +20° С. Если же температура на улице равна ty2 = −40° С, то в комнате устанавливается температура tk2 = +10° С. Найти температуру батареи, отапливающей комнату. [60° С]

36.10.   На электрической плитке мощностью N = 1 кВт кипит чайник с водой. Найти скорость истечения пара из носика чайника. Площадь носика S = 1 см2, давление на выходе из носика считать равным атмосферному.   [7.5 м/с]

36.11.   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.   [смотрите ответ в общем файле]

36.12.   В теплоизолированном сосуде находится идеальный одноатомный газ при температуре T1 = 300 K и кусочек железа массой m = 0,2 кг при температуре Т2 = 500 K. Начальное давление газа равно po = 105 Па, а объем сосуда V = 1000 см3. Найти давление газа в равновесном состоянии. Больше или меньше будет давление газа, если газ будет двухатомный? Удельная теплоемкость железа сж = 450 Дж/(кг • К). Объемом железа пренебречь.   [1.66 × 105 Па; давление будет слегка меньше]

36.13.   На плитку поставили две одинаковые кастрюли с равными количествами воды при одинаковой температуре. Через некоторое время в одну из кастрюль долили немного воды из кипящего чайника. В какой кастрюле вода закипит быстрее?   [смотрите ответ в общем файле]

36.14.   В вопросе № 36.13 после доливания воды из чайника часть воды из этой кастрюли отлили в другую так, что воды в кастрюлях оказалось поровну. В какой кастрюле вода теперь закипит быстрее?   [смотрите ответ в общем файле]

36.15.   Почему при купании в жаркий день вода кажется холодной, когда входишь в воду и наоборот, когда выходишь?


Далее: тепловое расширение. Деформации.   |   Вернуться к списку разделов молекулярно-кинетической теории.

Надоело разбираться?