Каков принцип действия нагнетательного насоса садового опрыскивателя, изображённого на рисунке?  


​

Дано:

ΔT = 10 К

V₂ = 1,5V₁

Найти:

T₁ - ?

1) Идеальный газ подчиняется из формулы про объединенный газовый закон:

P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂ - объединенный газовый закон

В условий сказано про температуру и про объем идеального газа, а давление не сказано, значит идеальный газ при нагреве давление не изменяется (P = const), следовательно мы получим закон Гей-Люссака:

При P = const (P₁ = P₂) можно получить: V₁/T₁ = V₂/T₂ - закон Гей-Люссака

2) Воспользуемся формулами которые мы записали в дано, мы записываем все что известно в формулу про закона Гей-Люссака:

T₂ = T₁ + ΔT ⇒ T₂ = T₁ + 10 К - Температура после нагревания

V₂ = 1,5V₁ - возрастание объема у идеального газа

V₁/T₁ = V₂/T₂ - закон Гей-Люссака , следовательно мы получим:

V₁/T₁ = 1,5V₁ / (T₁ + 10 К) | : V₁

1/T₁ = 1,5/(T₁ + 10 К)

1,5T₁ = T₁ + 10 К

1,5T₁ - T₁ = 10 К

0,5T₁ = 10 К

T₁ = 10 К / 0,5 = 20 К

ответ: T₁ = 20 К

Пусть Q - подводимая в единицу времени (секунду) энергия, тогда, используя уравнение Q*dt=c*m*dT, получаем:
1. За 10 минут (600 с)  600*Q=с*m*50 (1)
2. За x с  x*Q=c*m*162, откуда х/600=162/50, x=1944 c - время нагрева от 70С до 232 С. Итого энергия подводилась в течение 10+83=93 мин = 5580 с, из которых в течении 600+1944=2544 с тело нагревалось и в течение 5580-2544=3036 с плавилось. За время плавления к телу подведена энергия Q*3036=L*m=59000*m, откуда Q=19,43*m. Подставляя это выражение в уравнение (1) и сокращая на m, получаем с=600*19,43/50=233,16 Дж/(кг*К)