Изменится масса падающих капель если нагреть воду

Изменится масса падающих капель если нагреть воду

Разделы

Дополнительно

Задача по физике — 4646

Определить силу, с которой притягиваются две плоскопараллельные стеклянные пластинки, опущенные нижними концами в воду, если расстояние между пластинками 0,2 мм, а длина и ширина каждой из них 10 см.

Задача по физике — 4647

Капля ртути массой 1,36 г введена между параллельными стеклянными пластинками. Какую силу следует приложить для того, чтобы расплющить каплю до толщины 0,1 мм? Коэффициент поверхностного натяжения ртути 500 дн/см. Считать, что ртуть абсолютно не смачивает стекло.

Задача по физике — 4648

На сколько градусов нагреется капля ртути, полученная от слияния двух капель диаметром 1 мм каждая?

Задача по физике — 4683

В цилиндрическом теплоизолированном сосуде находится вода с высотой столба $H$ и температурой $t_<0>$. В воду кладут кусок льда при температуре $0^ < \circ>С$. После установления теплового равновесия высота столба воды стала $H + h$. Какая температура установилась в сосуде?

Задача по физике — 4690

Однородный стержень уравновешен грузом, как показано на рис., и помещен в безвоздушное пространство. Что произойдет, если стержень равномерно нагреть?

Задача по физике — 4691

Как выгоднее разогревать заварочный чайник перед завариванием в нем чая: целиком залить стакан кипятка, или залить полстакана, подождать наступления теплового равновесия, воду вылить и залить вторую половину стакана? Теплообменом со средой пренебречь.

Задача по физике — 4694

В стакан, имеющий форму усеченного конуса сужающийся кверху (см. рис.), налита вода при $20^ < \circ>С$. Как изменится давление на дно стакана, если воду нагреть до $30^ < \circ>С$? Тепловым расширением стакана пренебречь. Ответ пояснить.

Задача по физике — 4697

Из ведра в кастрюлю налили некоторое количество воды, затем поставили кастрюлю на электроплитку и через 30 минут вода в ней закипела. Тогда из того же ведра зачерпнули еще некоторое количество воды и долили в кастрюлю. При этом температура воды в кастрюле понизилась на $12^< \circ>$. Через 5 минут после этого вода в кастрюле снова закипела. Какова температура воды в ведре? Теплообменом с внешней средой пренебречь.

Задача по физике — 4698

На дне кубической ямы с ребром 1 ж лежит деревянный цилиндр (ось цилиндра вертикальна (см. рис.)). Диаметр цилиндра равен его высоте и немного меньше 1 метра. Промежутки между цилиндром и стенками ямы целиком заполнены льдом. После того, как весь лед растаял, цилиндр всплыл и стал выступать на высоту $h_ <0>= 86 мм$. Чему равна плотность $\rho_<ц>$ материала цилиндра? Плотность воды $\rho_ <воды>= 10^ <3>кг/м^<3>$, льда $\rho_ <льда>= 900 кг/м^<3>$. Вся вода, получившаяся в результате таяния льда, осталась в яме.

Задача по физике — 4700

Имеется миниатюрный калориметр массой $M = 0,22 г$ с удельной теплоемкостью материала $c = 2,8 кДж/(кг \cdot К)$. С высоты $h = 8,4 м$ в него падает капля воды. Оцените при каком минимальном объеме капли термометр зафиксирует её попадание, если его точность составляет $\Delta t = 0,01^ < \circ>С$. Плотность капли $\rho_ <кап>= 1000 кг/м^<3>$, удельная теплоемкость капли $\rho_ <кап>= 4,2 \cdot 10^ <-3>Дж$. Трением капли о воздух — пренебречь.

Задача по физике — 4701

В цилиндрическом сосуде с площадью основания $S$ в жидкость с плотностью $\rho_<ж>$ опущен кусок льда (замерзшая вода) массы $m$т. Определите изменение уровня жидкости в сосуде, когда лед растает. Плотности льда и воды можно считать равными $\rho_ <л>= 900 кг/м^<3>$ и $\rho_ <в>= 1000 кг/м^<3>$, соответственно.

Задача по физике — 4705

В термос с водой при температуре $t_<1>$ поместили лёд при температуре $t_<2>$. Масса воды $M_<в>$, масса льда $M_<л>$. Определить окончательную температуру воды в термосе. Влияние термоса не учитывать.

Задача по физике — 4708

В герметичном сосуде находится вода при нуле градусов. Выкачивая из сосуда воздух, всю воду заморозили. Какая часть воды при этом испарилась?

Задача по физике — 4713

Вода в кастрюле, имевшая температуру $10^ < \circ>С$, закипела на плитке через 10 минут. Через какое время после этого она выкипит вся? Как вы думаете, если подобный опыт проделать в действительности, больше или меньше расчетного будет фактическое время выпаривания?

Задача по физике — 4729

Кастрюлю, в которую налит 1 литр воды, никак не удается довести до кипения при помощи нагревателя мощностью 100 Вт. За какое время вода остынет на $1^ < \circ>С$, если отключить нагреватель?

Источник

Изменится масса падающих капель если нагреть воду

Тема. Решение задач по теме «Фазовые превращения»

Добиться понимания у учащихся понятия фаз вещества, показать, что, как правило, фазовые превращения сопровождаются поглощением или выделением энергии.

Прежде всего, сформулировать понятие фазы. Повторить, при каких условиях вещество может переходить из одной фазы в другую.

Для проведения занятия учащимся предлагается несколько задач с объяснением их решения и задачи для самостоятельного решения.

Качественные вопросы

1. Что такое фаза вещества?

2. Сколько фаз вещества может существовать одновременно?

3. Что называется плавлением вещества?

4. Изменяется ли температура вещества при плавлении?

5. Что называется парообразованием?

6. Какие два способа парообразования существуют?

7. Что называется удельной теплоемкостью?

8. Что называется удельной теплотой плавления?

9. Что называется удельной теплотой парообразования?

10. Что такое критическая температура?

Примеры решения задач

Задача 1. На какую высоту можно было бы поднять груз m = 10 3 кг, если бы удалось полностью использовать энергию, освобождающуюся при остывании 1 л воды от t ₁ = 100 ° C до t ₂ = 20 ° C ?

Решение

При остывании воды освобождается энергия

,

где m ₁ = r V – масса воды, с – удельная теплоемкость воды, равная 4,19 × 10 3 Дж/кг × град.

Для того чтобы поднять груз m на высоту h должна быть выполнена работа

.

Следовательно, ,

м.

Подстановка числовых данных приводит к ответу

м.

Ответ: м.

Задача 2 . На сколько градусов нагреется вода, падая с высоты h , если k —ая часть выполненной при ее падении работы тратится на нагревание воды?

Решение

Работа, выполненная при падении с высоты h , равна потенциальной энергии, которую имела масса воды m на этой высоте.

; ;

.

Ответ: : .

Задача 3. Какое количество теплоты Q нужно затратить на превращение m = 2 кг льда, взятого при t ₁ = –10 ° C в пар при температуре t ₂ = 100 ° C ?

Решение

На нагревание льда до 0 ° С затрачивается количество теплоты ,

на плавление m l ,

на нагревание получившейся воды ,

на ее испарение mr ,

с₁ – удельная теплоемкость льда, с₁ = 2,1∙10 3 Дж/кг∙К;

l – удельная теплота плавления, l = 335∙10 3 Дж/кг;

r – удельная теплота парообразования, r = 2260∙10 3 Дж/кг;

с – теплоемкость воды, с = 4,19∙10 3 Дж/кг∙К.

.

Подстановка числовых данных приводит к ответу:

Дж.

Задача 4. В сосуде, из которого быстро выкачивают воздух, находится небольшое количество воды при 0 ° С. Из-за интенсивного испарения происходит постепенное замораживание воды. Какая часть первоначального количества воды может быть таким образом превращена в лед?

Решение

Пусть т – первоначальная масса воды, т₁ – масса воды, превращающаяся в лед, т₂ – масса воды, превращающаяся в пар. Теплота, необходимая для образования пара, может быть получена только за счет теплоты, выделяющейся при замерзании воды.

Обозначим выделяющуюся при замерзании воды теплоту , а теплоту пошедшую на образование пара – . Очевидно, что . Но , где l – удельная теплота плавления, а , где r – удельная теплота парообразования.

,

.

Учитывая, что , получим

.

Отсюда , .

Дж/кг,

Дж/кг,

.

Таким образом, в лед может быть превращено 0,87 первоначальной массы воды.

Ответ: .

Задача 5. Вода, температура которой ° С, поставлена на электрическую плиту. Спустя время мин, вода закипела. Через какое время вода полностью испарится?

Решение

Теплота Q , необходимая для испарения воды, нагретой до кипения , где r – удельная скрытая теплота парообразования, т – масса воды.

Пусть от плиты за единицу времени поступает теплота q , тогда

(1)

Теплота , поступившая от плиты за время и нагревшая воду до температуры кипения , равно

,

где с – удельная теплоемкость воды.

Масса воды отсюда:

. (2)

Подставляя (2) в (1), получаем

.

.

Дж/кг.

Дж/кг,

час.

Ответ: час.

Задачи для самостоятельного решения

1. В бак, содержащий воду с массой кг при температуре ° С, бросили кусок железа с массой кг, нагретый до температуры ° С. При этом некоторая масса воды обратилась в пар. Конечная температура, установившаяся в баке, равна ° С. Определить массу т воды, обратившейся в пар.

Ответ: кг.

2. Определить какую массу свинца т, взятого при ° С, можно расплавить за счет теплоты, полученной при сгорании кг нефти, если к.п.д. нагревателя . Удельная теплота сгорания нефти МДж/кг.

Ответ: .

3. При помещении в переохлажденную воду небольшого кристаллика льда вода немедленно замерзает. Какая масса льда т образует из кг воды охлажденной до ° С?

Ответ: кг.

4. В сосуде находилась вода при ° С. Выкачивая из сосуда воздух, заморозили воду посредством собственного испарения. Какая часть воды испарилась, если притока извне нет?

Ответ: .

5. Лед массой т = 5 кг при ° С опустили в воду при ° С. Масса воды кг. Какую температуру будет иметь вода, когда весь лед растает?

Удельная теплоемкость воды Дж/кг × К; удельная теплоемкость льда Дж/кг × К; удельная теплота плавления льда Дж/кг.

Ответ: .

1. Бутиков Е.И., Кондратьев А.С. Физика. Т.3. Строение и свойства вещества – Москва – Санкт-Петербург. Физматлит. Невский диалект. Лаборатория Базовых Знаний, 2001. С. 229-235.

2. Белолипецкий С.Н., Еркович О.С., Казаковцева В.А., Цвецинская Т.С. Задачник по физике – Москва. Физматлит, 2005.

3. Готовцев В.В. Лучшие задачи по механике и термодинамике. Москва-Ростов-на-Дону, Издательский центр «Март», 2004. С. 256-268.

Источник