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

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 F_c = 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 t_o = 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 t_o = 0° С; T_o = 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 t_y1 = −20° С, то температура в комнате равна t_k1 = +20° С. Если же температура на улице равна t_y2 = −40° С, то в комнате устанавливается температура t_k2 = +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 p_o = 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 с_ж = 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.