Объяснение:
Дано:
m = 290 г = 290·10⁻³ кг
p - const
T₂ = 400 К
ΔU = 20,7 кДж = 20 700 Дж
c = 1000 Дж/(кг·К)
M = 29·10⁻³ кг/моль
R = 8,31 Дж/(моль·К)
T₁ - ?
1)
Воспользуемся формулой внутренней энергии:
ΔU = (i/2)·ν·R·ΔT
Воздух - многоатомный газ, поэтому число степеней свободы
i = 6
Количество вещества
ν = m/M = 290·10⁻³ / (29·10⁻³) = 10 моль
Тогда:
20 700 = 3·10·8,31·ΔT
ΔT = 20 700 / (3·10·8,31) ≈ 83 К
Но:
ΔT = T₂ - T₁
T₁ = T₂ - ΔT = 400 - 83 = 317 К
Замечание: Удельная теплоемкость c в задаче является не лишней. Просто задачу можно решить и через формулу
ΔU = Cv·ΔT
ответ, естественно, будет тем же.
1) Найдем сечение для последующего нахождения объема
R=ρL/S; RS=ρL; S=ρL/R
V=S*L=ρL²/R
2) найдем массу
m=(po)*V=(po)*ρ*L²/R
3) Q=c*mΔt+mλ=c*m(tпл-t) + mλ=m(c(tпл-t)+λ)
Q=[(po)ρL²/R](c(tпл-t)+λ) подставляем
Q=11300кг/м³*0,21(Ом*мм²/м)*4м²[140(Дж/кг°С)(327-20)+25000Дж/кг]/3Ом
11300*0,21*10⁻⁶*4*(140*307+25000)/3=0,0095*67980/3=215,3 Дж
Это ответ.
удельное сопротивление свинца ρ =0,21 Ом*мм²/м=0,21*10⁻⁶ Ом*м
плотность свинца (ро)=11300 кг/м³
с - удельная теплоемкость свинца=140 Дж/кг*°С
λ - удельная теплота плавления 25000 Дж/кг
tпл - температура плавления=327°С.
