Укр)Початковий тиск неону дорівнює 0,2 МПа, початковий об’єм 0,4 м. Газ адіабатне розширюється так, що його об’єм збільшився в 3 рази. Визначити кінцевий тиск. Порівняйте з тиском, який би був, якщо б газ розширювався ізотермічно. Рус)Начальное давление неона равно 0,2 МПа, начальный объем 0,4 м. Газ адиабатное расширяется так, что его объем увеличился в 3 раза. Определить конечное давление. Сравните с давлением, который был, если бы газ расширялся изотермически?

1.

Дано

V1=2л =0.002м3                -вода

p1=1000 кг/м3

c1=4200 Дж/кг*С -по таблице

m2=400г=0.4кг -алюминий

с2=930 Дж/кг*С -по таблице

T1=15 C

T2=75 C

m3=30г=0.030кг -керосин

q=4.6*10^7 Дж/кг -по таблице

КПД - ?  примуса

РЕШЕНИЕ

КПД = (Q1+Q2) /Q3

Q1=c1m1(T2-T1)=c1*V1*p1*(T2-T1)=4200*0.002*1000*(75-15)= 504000 Дж

Q2=c2m2(T2-T1)=930*0.4*(75-15)= 22320 Дж

Q3=qm3=4.6*10^7*0.030=1380000 Дж

КПД = (Q1+Q2) /Q3=(504000+22320) / 1380000=0.38  (38%)

ответ КПД =0.38  (38%)

2

Дано

m1=0.1кг -лед

с1=2060 Дж/кг*С -по таблице

q1=335000 Дж/кг -по таблице

m2=5кг           -вода

p2=1000 кг/м3

c2=4200 Дж/кг*С -по таблице

Т1=-10 С

T2=80 C

T3= 0 C

T- ? установившаяся температура

РЕШЕНИЕ

Q -тепло для охлаждения ГОРЯЧЕЙ воды  от Т2= 80 С до Т3=0 С

Q=c2m2(T3-T2)=4200*5*(0-80)= -1680000 Дж

Q1 -тепло для нагревания льда от Т1= -10 С до Т3=0 С

Q1=c1m1(T3-T1)=2060*0.1*(0-(-10))= 2060 Дж

Q3 - тепло для полного плавления /таяния льда

Q3=q1m1=335000*0.1=33500 Дж

|Q| >|Q1+Q3|

ВЫВОД :

у ГОРЯЧЕЙ воды достаточно тепла , чтобы нагреть лед  до Т3=0 С ,затем 

полностью его расплавить  и нагреть ХОЛОДНУЮ воду от Т3=0 С до Т

ТОГДА

 Q2 - тепло для охлаждения ГОРЯЧЕЙ воды  от Т2= 80 С до Т

Q2=c2m2(T-T2)=4200*5*(T-80)

Q4 - тепло для нагревания ХОЛОДНОЙ воды  от Т3= 0 С до Т

Q4=c2m1(T-T3)=4200*0.1*(T-0)

уравнение теплового баланса

Q1+Q2+Q3+Q4=0

подставим известные значения

2060+4200*5*(T-80)+ 33500+4200*0.1*(T-0)=0

21420*Т -1644440=0

21420*Т =1644440

T=76.77 = 76.8 = 77 C  - ответ  на выбор

ответ 77 С

v1=400 м/мин=6.7 м/с    v2=16 км/ч=4.4 м/с

средняя скорость<v>=S/t

общее время пути t=t1+t2+t3

время за пятую часть путиt1=S1/v1=0.2S/v1

за половину путиt2=S2/v2=0.5S/v2

оставшееся расстояние S3=S-S1-S2=S-S/5 - 0.5S=0.3S 

время третьей части пути t3=S3/v3=0.3S/v3

тогда t=0.2S/v1 + 0.5S/v2 + 0.3S/v3=S(0.2v2v3+0.5v1v3+0.3v1v2)/v1v2v3

то <v>=S/(S(0.2v2v3+0.5v1v3+0.3v1v2)/v1v2v3)=v1v2v3/(0.2v2v3+0.5v1v3+0.3v1v2) 

 0.2<v>v2v3+0.5<v>v1v3+0.3<v>v1v2 -v1v2v3=0

v1v2v3-0.2<v>v2v3-0.5<v>v1v3 = 0.3<v>v1v2 

v3( v1v2-0.2<v>v2-0.5<v>v1)=0.3<v>v1v2

v3= 0.3<v>v1v2/ ( v1v2-0.2<v>v2-0.5<v>v1)= 0.3*5*6.7*4.4/(6.7*4.4-0.2*5*4.4-0.5*5*6.7) =44.22/(29.48-4.4-16.75)=5.3 м/с