лабораторная работа-задачи по молекулярке / Часть 1

Часть 1

1. В латунный колориметр массой 0,2 кг, содержащий 0,5 кг воды при 27°C, помещают 50 г льда при -10ºC. Определить температуру воды в калориметре после таяния льда. Слат=380 Дж/кг·К; Сльда=2100 Дж/кг·К; λл=330·10³ Дж/кг.

2. В изолированный сосуд поместили 0,4 кг воды при 20ºC и 0,1 кг льда при -8°C. Определить массы компонентов после установления равновесия. Св=4200 Дж/кг·К; Сл=2100 Дж/кг·К; λл=330·10³ Дж/кг.

3. На электроплитке мощностью 500 Вт с КПД=40% нагрели 0,8 л воды, взятой при 15ºС до кипения. При этом 10% воды обратилось в пар. Как долго длилось нагревание? Cв=4200 Дж/кг·К; Гв=2,3·10⁶ Дж/кг.

4. Для нагревания на спиртовке 0,3 кг воды от 20ºC до 70ºC ее поместили в железную кружку теплоемкостью 41,7 Дж/кг. При этом было сожжено 7 г спирта. Найти КПД спиртовки. qсп=29 МДж/кг; Св=4200 Дж/кг·К.

5. После опускания в воду, имеющую температуру 10ºC тела, нагретого до 100ºC, через некоторое время установилась общая температура 40ºC. Какой станет температура воды, если, не вынимая первого тела, в нее опустить еще одно такое же тело, нагретое до 100ºС? Св=4200 Дж/кг·К.

6. Смесь из свинцовых и алюминиевых опилок общей массой 150 г и температурой 100ºC погружена в калориметр с водой, температура которой 15ºC, а масса 230 г. Окончательная температура установилась 20ºC. Теплоемкость калориметра 42 Дж/К. Сколько свинца и алюминия было в смеси? Св=4200 Дж/кг·К; Cсв=130 Дж/кг·К; Cал=880 Дж/кг·К.

7. В сосуд, содержащий 1,5 кг воды при 15ºC, впускают 200 г водяного пара при 100ºC. Какая общая температура установится после конденсации пара? Св=4200 Дж/кг·К; Гв=2,3·10⁶ Дж/кг.

8. Колбу с 600 г при 10ºC нагревают на спиртовке с КПД 35%. Через сколько времени вода закипит и какая масса воды при кипении будет обращаться в пар каждую секунду, если за 1 минуту сгорает 2 г спирта? Теплоемкость колбы 100 Дж/К; Св=4200 Дж/кг·К; Гв=23·10⁶ Дж/кг; qсп=29·10⁶ Дж/К.

9. Алюминиевый чайник массой 400 г, в котором находится 2 кг воды при 10ºC, помещают на газовую горелку с КПД=40%. Какова мощность горелки, если через 10 минут вода закипела, причем 20 г воды выкипело? Св=4200 Дж/кг·К; Cал=880 Дж/кг·К; Гв=23·10⁶ Дж/кг.

10. В сосуд, содержащий 2,8 л воды при 20ºС, бросают кусок стали массой 3 кг, нагретый до 460ºС. Вода нагревается до 60ºС, а часть ее обращается в пар. Найти массу воды, обратившейся в пар. Св=4200 Дж/кг·К; Cст=460Дж/кг·К; Гв=2,3·10⁶ Дж/кг.

11. Сколько дров надо сжечь в печке с КПД=40%, чтобы получить из 200кг снега, взятого при -10ºC воду при 20ºC? qдр=10·10⁶ Дж/кг; Cл=2100 Дж/кг·К; Cв=4200 Дж/кг·К; λл=330·10³ Дж/кг.

12. Сколько стали, взятой при 20°C можно расплавить в печи с КПД=50%, сжигая 2 т каменного угля? qу=29 МДж/кг; Cст=460 Дж/кг·К; λст=82·10³ Дж/кг.

13. В стальной сосуд массой 300 г налили 1,5 л воды при 17ºC. В воду опустили кусок мокрого снега массой 200 г. Когда снег растаял, в сосуде установилась температура 7ºC. Какое количество воды было в снеге? Cл=2100 Дж/кг·К; Cв=4200 Дж/кг·К; λл=330·10³ Дж/кг; Сст=460 Дж/кг·К.

14. В сосуд с пренебрежимо малой теплоёмкостью, в котором находится 500 г льда при температуре 0°С, вливают 200 г воды, нагретой до температуры 80°С. Удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг·К), удельная теплота плавления льда 330 кДж/кг. Какая температура установится в сосуде?

15. Для измерения температуры 66 г воды в неё погрузили термометр с теплоёмкостью 1.9 Дж/К, который показал температуру 32.4°С. До погружения в воду термометр показывал 17.8°С. Удельная теплоёмкость воды равна 4200 Дж/(кг·К). Какова была температура воды до погружения термометра?

16. Железная деталь массой 0.5кг, нагретая до 800°С, опущена в 5л воды, температура которой 19°С. При этом образовалось некоторое количество пара, а вода нагрелась на 1°С. Удельные теплоёмкости железа и воды соответственно равны 460 и 4200 Дж/(кг·К), удельная теплота парообразования воды 2.3 МДж/кг. Плотность воды 1000 кг/м³. Найти массу образовавшегося пара.

17. В результате сообщения 1 кг свинца 54.5 кДж теплоты половина свинца расплавилась. Температура плавления свинца 600 К, его удельная теплоёмкость 130 Дж/(кг·К), а удельная теплота плавления 24 кДж/кг. Найти начальную температуру свинца.