Тело переместилось на 25 м за 5 с под действием силы 20 Н. Какую работу при этом совершило тело?

M(льоду)=100г
t(1) = -5
t(2) = 0
t(3) = 20
λ(льоду) = 332 *10(в 3 степени) Дж\кг
c(льоду) = c(води) = 4,2* 10(в 3 степени) Дж\ кг* С

Q(загальне) - ?

Розв’язання

-5 -> 0 -> 20

Qз = Qнагрівання (льоду) + Qплавлення (льоду) + Qнагрівання (води)
Qз = c(льоду)*m(льоду)*(t2-t1)+m(льоду)*λ(льоду)+c(води)*m(води) *(t3-t2)
Qз = 4,2*10(в 3 степени)*100(0+5) + 100*332*10(в 3 степени)+ + 4,2*10(в 3 степени)*100*(20-0)=
= 420*10(в 3 степени)*5+33,2*10(в 6 степени) + 420*10(в 3 степени)*20=
= 2,1*10(в 6 степени) +33,2*10(в 6 степени) + 8,4*10(в 6 степени) = 
= 43,7*10(в 6 степени) (Дж)

Відповідь: 43,7*10(в 6 степени) (Дж)

Дано: m = 0,3 кг   T0 = 320 K   3P0 (до) = P0 (после)   A - ?  ΔU - ?

Решение:

1) Целесообразно разделить задачу на два отрезка: изохорный процесс и изобарный.

Ясно, что при изохорном процессе работа не совершается и нам нужно рассматривать только изобарный процесс.

Получаем: A = P ΔV.

Преобразуем по Менделееву-Клапейрону: A = m R (T - T0) / M.

По условию, конечная температура равна начальной, т.е. T = 320 K. Начальная температура T0 - это конечная температура при изохорном процессе.

Так как процесс изохорный, то по закону Шарля получаем: 

3 P0 / T0 = P0 / T <=> 3T = T0 => T = T0 / 3 = 320 / 3 = 106,6 K

Теперь можем посчитать работу газа.

A = 3*10^-1 * 8,31 * 213,4 / 32*10^-3 = 16 625, 193 Дж

2) ΔU = 0, так как изменения температуры не происходит.