Спутник, снимающий Землю, обладает перенацеливаться на интересующие объекты на Земле. Для осуществления вращения он оснащён гиродинами (гироскопами-маховиками). Раскрутка маховика приводит к вращению спутника вокруг его оси. Торможение маховика влечёт за собой, соответственно, замедление вращения спутника. Маховик раскручивается электродвигателем, питающимся от аккумулятора. Торможение маховика осуществляется переключением электродвигателя в соответствующий режим и не требует затрат энергии. Какой запас энергии в аккумуляторе нужно иметь к началу раскрутки маховика, чтобы спутник мог перенацелиться на L = 50 км по Земле за Т = 10 секунд? К моменту начала и окончания перенацеливания оптическая ось камеры не должна вращаться. Спутник массой М = 1000 кг можно принять однородным кубом со стороной а = 1 м. Высота орбиты Н = 500 км. Вращение осуществляется вокруг оси, проходящей через центр спутника и параллельной вектору его орбитальной скорости. Принять, что электродвигатель раскручивает маховик с постоянным угловым ускорением (радиан/с2). После достижения маховиком максимальной угловой скорости электродвигатель сразу же переключается в режим торможения, которое осуществляется с таким же (по модулю) угловым ускорением, что и раскрутка. Маховик имеет форму однородного цилиндра радиусом r = 10 см массой m = 10 кг, вращающегося вокруг своей продольной оси. КПД электродвигателя маховика принять 100%.

17 °C

Объяснение:

Дано:

Вода

mв = 0.05 кг

tв = 40 °C

cв = 4200 Дж/кг*°C

Лёд

mл = 0.1 кг

tл = -20 °C

tпл = 0 °C

cл = 2100 Дж/кг*°C

λ = 3 300 000 Дж/кг

Водяной пар

mвп = 0.01 кг

tвп = 100 °C

L = 2 300 000 Дж/кг

Найти:

t - ?

Qв = cв*mв*(t-tв) = 210t - 8400

Qл = cл*mл*(tпл-tл) + λ*mл + cв*mл*(t-tпл) = 4200 + 33 000 + 420t = 37200 + 420t

Qвп = L*mвп + cв*mвп*(t-tвп) = 23 000 + 42t - 4200 = 188 000 + 42t

Допуcтим, тепло отдает водяной пар. Пренебрегая теплоёмкостью калориметра:

Qв +Qл - Qвп = 0

210t - 8400 + 37 200 + 420t - 188 000 - 42t = 0

t ≅ 17 °C

Как-то подозрительно, что 17 градусов... Я наверное что-то неправильно сделала... эх

Приборы и материалы: Весы, термометр, калориметр, кусок льда, фильтрованная бумага, чайник (один на весь класс), компьютер и дискета

Ход работы:

1. Взвесьте на весах внутренний сосуд калориметра – mк;

2. Налейте в него воду и взвесьте сосуд калориметра с водой – m;

3. Вставьте внутренний сосуд с водой во внешний и измерьте температуру воды tв;

4. Опустите в воду кусок льда, осушив его предварительно фильтрованной бумагой;

5. Помешивая воду термометром, отметьте самую низкую температуру в калориметре t;

6. Вновь взвесьте калориметр (mкл)и определите массу опущенного в воду льда mл;

7. Запустите Excel и создайте таблицу:

A

B

C

D

E

F

G

H

I

J

K

L

1

Масса калориметра

Масса калориметра с водой

Масса воды без льды

Температура воды без льда

Температура воды со льдом t

Масса воды со льдом

Масса льда

Кол-во теплоты, отданное калориметром

Кол-во теплоты, отданное водой

Кол-во теплоты, расходуемое на плавление льда

Кол-во теплоты, затраченная на нагревание воды, полученной из льда

Удельная теплота плавления льда

- в ячейки C2, F2, G2, H2, I2, J2, K2, L2 –введите формулы расчета соответствующих величин, если

1) Масса воды:

2) Масса льда

3) Уравнение теплового баланса: , где

Q1 - количество теплоты, отданное калориметром

Q2 - количество теплоты, отданное водой

Q3 - количество теплоты, расходуемое на плавление льда

Q4 - количество теплоты, затраченная на нагревание воды, полученной из льда

- объедините диапазон ячеек A3:L3, и введите вывод по проделанной работе.