физика акмул

Задача 3.Так как банка находится в состоянии безразличного равновесия, то
средняя плотность банки равна плотности воды .После детонации объем банки не
поменялся, т.к. она очень жесткая и крепкая. Масса также не поменялась, т.к. банка
герметична. Следовательно, 1 средняя плотность сохранилась. Ответ на первый
вопрос: банка останется в состоянии безразличного равновеси .Так же будем считать
верным решение, в котором обсуждается связь массы и энергии. Раз энергия из
банки после взрыва ушла (теплообмен с водой), следовательно, банка уменьшила
свою массу не меняя объема. Средняя плотность банки стала меньше и она всплыла
.До взрыва: v=v(o2)=v(h2) после взрыва v=v(h2) v(o2)=v/2
P(начальное)
P(конечное)
Уравнения Менделеева-Клапейрона для состояния до взрыва и через длительный
промежуток времени после взрыва. Видно, что даже если все молекулы воды
находятся в газообразном состоянии, то все равно начальное давление больше
конечного .Если известно, что давление внутри банки газов через длительный
промежуток времени после взрыва стало в два раза меньше начального давления,
то можно сделать вывод на основании уравнения Менделеева- Клапейрона, что
половина воды сконденсировалось .Вторая половина воды в виде насыщенного
пара давит на стенки сосуда, причем при стоградусной температуре давление
насыщенных паров воды равно атмосферному 1 давлению .Из уравнения
Менделеева-Клапейрона для насыщенного пара найдем первоначальное
количество вещества одного из газов. После подстановки получим ответ: 4*10в5
Па
задача 4
Для охлаждения воды на ΔT1 = 16ºС - 4ºС =12ºС от нее было отведено количество
тепла, равное Q1 = сmΔT1. Будем считать, что морозильник работает непрерывно и
скорость отвода тепла в нем постоянна. По условиям задачи известно время охлаждения
воды, поэтому можно рассчитать скорость теплоотвода: q = Q1/ t1= сmΔT1/ t1.
Тогда время t2, необходимое для дальнейшего охлаждения воды от 4ºС до 0ºС, т.е. на
ΔT2 = 4ºС, будет равно t2 = Q2/q = сmΔT2t1 / сmΔT1 = t1ΔT2/ ΔT1. Подставив численные
значения, получим t2 = 5 мин, а время t3 необходимое для превращения в лед всей воды,
находящейся при 0ºС, составит t3 = Q3/q = mλ t1/ сmΔT1 = λ t1/ сΔT1. После подстановки
численных значений t3 =100мин. Таким образом, время необходимое для приготовления льда, от
момента постановки воды в морозильник до ее полного замерзания составит t = t1 + t2 + t3 = 120
мин = 2 ч.
Ответ: Вода не успеет замерзнуть к Новому году, а замерзнет 1 января в1час 00 мин.
задача 9
Пусть в точке 1 внутренная энергия газа составляет U1.
На участке 1–2 внутренняя энергия газа не изменяется (изотермический процесс) , т. е.
U2 = U1. Однако газ получил Q12 = 1620 Дж тепла, значит совершённая газом работа
составит ту же самую энергию A12 = Q12 = 1620 Дж.
На втором участке работа газа равна нулю (A23 = 0, т. к. V = const), а потеря тепла
Q23 = -1000 Дж. Следовательно, внутренняя энергия наза уменьшилась на 1000 Дж: U3
= U1 – Q23.
На третьем участке Q34=0 (адиабатный процесс) , однако в конце участка процесс
возвращается в точку 1, т. е. U4 = U1. Чтобы это произошло, над газом необходимо
совершить работу сжатия A34 = Q23 = 1000 Дж.
Итак, энергия, переданная газу за цикл:
E1 = Q12+A34 = 2620 Дж
Совершённая полезная работа:
E2 = A12 = 1620 Дж
Итого КПД: E2/E1= 1620/2620 = 0.62 = 62%