В сосуде, теплоёмкость которого равна 192 Дж/°С, находится 1 л воды и 1,2 кг льда при 0°С. Чтобы получить воду с температурой 5 °С, в сосуд впускают водяной пар при 100 °С. Рассчитай массу пара. (Удельная теплоёмкость воды с=4200Джкг⋅° С, удельная теплота парообразования L =2260000 Дж/кг, удельная теплота плавления льда λ=330000 Дж/кг).

Объяснение:

№1

P = IU = I²R

P1/P2 = ( ( 2I )²( R/4 ) )/( I²R ) = ( I²R )/( I²R ) = 1

№2

η = Рпол./Рзат. * 100%

η = ( I2U2 )/( I1U1 ) 100%

I1 = ( I2U2 )/( ηU1 ) 100%

I1 = ( 9 * 22 )/( 90% * 220 ) 100% = 1 A

№3

λ = Тv

λ = 2π√( LCоб. )v

λ = 2π√( L( C1 + C2 ) )v

λ = 2 * 3,14 √( 10 * 10^-3 ( 360 * 10^-12 + 40 * 10^-12 ) ) 3 * 10^8 = 2 * 3,14 √( 10^-2 ( ( 36 + 4 ) 10^-11 ) 3 * 10^8 = 3768 м

№4

WC( max ) = ( CU( max )² )/2

WL( max ) = ( LI( max )² )/2

W = WC( max ) = WL( max )

( CU( max )² )/2 = ( LI( max )² )/2

CU( max )² = LI( max )²

С = ( LI( max )² )/( U( max )² )

W = WC + WL

W = ( CU² )/2 + ( LI² )/2

( CU( max )² )/2 = ( CU² )/2 + ( LI² )/2

CU( max )² = CU² + LI²

LI( max )² = ( LI( max )²U² )/U( max )² + LI²

LI( max )² = L ( I( max )²U² )/U( max )² + I² )

I( max )² = ( I( max )²U² )/U( max )² + I²

Подставим численные данные и решим уравнение

( 5 * 10^-3 )² = ( ( 5 * 10^-3 )²U²/2² ) + ( 3 * 10^-3 )²

2,5 * 10^-5 = 6,25 * 10^-6U² + 9 * 10^-6

( 25 - 9 ) 10^-6 = 6,25 * 10^-6U²

16 = 6,25U²

U = √( 16/6,25 ) = 1,6 B

Тут не только теплоёмкость имеет значение, но и альбедо поверхности, ну да ладно, остановимся на теплоёмкости. Но и теплоёмкость воздуха тут не особо важна, тут дело в теплоёмкости суши (земли).
Так как источник тепла один и тот-же (Солнце), можно считать энергию, которую получают суша и море днём от Солнца, одинаковой. Так как теплоёмкость воды намного больше теплоёмкости земли (песка, камней, грязи и т.д), то утром суша нагревается за одно и то же время сильнее, чем море, соответственно от суши нагревается и воздух над ней, в то время, как над холодным морем воздух остаётся холодным. Так как холодный воздух тяжелее (плотнее) тёплого, то он начинает выдавливать нагретый воздух с берега, возникает ветер (бриз) с моря на сушу.
Вечером всё происходит наоборот. Суша остывает быстрее, чем вода с её гигантской теплоёмкостью. Поэтому над тёплой водой и воздух остаётся тёплым (нагревается от воды), а над сушей он быстро остывает, становится тяжелее и начинает выдавливать лёгкий (тёплый) воздух над морем и возникает обратный ветер (бриз) с суши на море.