1.
Дано
V1=2л =0.002м3 -вода
p1=1000 кг/м3
c1=4200 Дж/кг*С -по таблице
m2=400г=0.4кг -алюминий
с2=930 Дж/кг*С -по таблице
T1=15 C
T2=75 C
m3=30г=0.030кг -керосин
q=4.6*10^7 Дж/кг -по таблице
КПД - ? примуса
РЕШЕНИЕ
КПД = (Q1+Q2) /Q3
Q1=c1m1(T2-T1)=c1*V1*p1*(T2-T1)=4200*0.002*1000*(75-15)= 504000 Дж
Q2=c2m2(T2-T1)=930*0.4*(75-15)= 22320 Дж
Q3=qm3=4.6*10^7*0.030=1380000 Дж
КПД = (Q1+Q2) /Q3=(504000+22320) / 1380000=0.38 (38%)
ответ КПД =0.38 (38%)
2
Дано
m1=0.1кг -лед
с1=2060 Дж/кг*С -по таблице
q1=335000 Дж/кг -по таблице
m2=5кг -вода
p2=1000 кг/м3
c2=4200 Дж/кг*С -по таблице
Т1=-10 С
T2=80 C
T3= 0 C
T- ? установившаяся температура
РЕШЕНИЕ
Q -тепло для охлаждения ГОРЯЧЕЙ воды от Т2= 80 С до Т3=0 С
Q=c2m2(T3-T2)=4200*5*(0-80)= -1680000 Дж
Q1 -тепло для нагревания льда от Т1= -10 С до Т3=0 С
Q1=c1m1(T3-T1)=2060*0.1*(0-(-10))= 2060 Дж
Q3 - тепло для полного плавления /таяния льда
Q3=q1m1=335000*0.1=33500 Дж
|Q| >|Q1+Q3|
ВЫВОД :
у ГОРЯЧЕЙ воды достаточно тепла , чтобы нагреть лед до Т3=0 С ,затем
полностью его расплавить и нагреть ХОЛОДНУЮ воду от Т3=0 С до Т
ТОГДА
Q2 - тепло для охлаждения ГОРЯЧЕЙ воды от Т2= 80 С до Т
Q2=c2m2(T-T2)=4200*5*(T-80)
Q4 - тепло для нагревания ХОЛОДНОЙ воды от Т3= 0 С до Т
Q4=c2m1(T-T3)=4200*0.1*(T-0)
уравнение теплового баланса
Q1+Q2+Q3+Q4=0
подставим известные значения
2060+4200*5*(T-80)+ 33500+4200*0.1*(T-0)=0
21420*Т -1644440=0
21420*Т =1644440
T=76.77 = 76.8 = 77 C - ответ на выбор
ответ 77 С
Энергия проявляется в различных формах движения материи, заполняющей все мировое пространство. Свойством, присущим всем видам энергии и объединяющим их, является каждого вида энергии переходить при определенных условиях в любой другой ее вид в строго определенном количественном соотношении. Само название этого свойства – «закон сохранения и превращения энергии» – было введено в научное обращение Ф. Энгельсом, что позволило все виды энергии измерять в одних единицах. В качестве такой единицы принят джоуль (1 Дж =1 H · м =1 кг · м 2 /с 2). В то же время для измерения количества теплоты используют «старую» единицу – 1 кал (калория), для измерения механической энергии – величину 1 кГм = 9,8 Дж, электрической энергии – 1 кВт · ч = 3,6 МДж, при этом 1 Дж = 1 Вт · с.
Почти все виды энергии, рассматриваемые в технической термодинамике, за исключением тепловой, представляют собой энергию направленного движения. Так, механическая энергия проявляется в непосредственно наблюдаемом движении тел, имеющем определенное направление в пространстве (движение газа по трубе, полет снаряда, вращение вала и т. п.). Электрическая энергия проявляется в скрытом движении электронов по проводнику (электрический ток). Тепловая энергия выражается в молекулярном и внутримолекулярном хаотическом движении, представляя собой энергию хаотического движения атомов и молекул вещества. Тепловая энергия газов проявляется в колебательном, вращательном и поступательном движении молекул, которые постоянно меняют свою скорость по величине и направлению. При этом каждая молекула может беспорядочно перемещаться по всему объему газа. В твердых телах тепловая энергия проявляется в колебаниях молекул и атомов относительно положений, определяемых кристаллической структурой вещества, в жидкостях – в колебании и перемещении молекул или их комплексов. Следовательно, коренным отличием тепловой энергии от других видов энергии является то, что она представляет собой энергию не направленного, а хаотического движения. В результате этого превращение тепловой энергии в любой вид энергии направленного движения имеет свои особенности, изучение которых и является одной из главных задач технической термодинамики.
Каждое тело в любом его состоянии может обладать одновременно различными видами энергии, в том числе тепловой, механической, электрической, химической, внутриядерной, а также потенциальной энергией различных физических полей (гравитационного, магнитного, электрического).
