Задачи для самостоятельного решения. 1. Почему климат островов умереннее и ровнее, чем климат материков?
1. Почему климат островов умереннее и ровнее, чем климат материков?
2. Почему в пустынях температура днем поднимается очень высоко, а ночью опускается ниже нуля?
3. Известно, что на больших высотах (800–1000 км) скорость молекул газов, входящих в состав атмосферного воздуха, достигает значений, соответствующих температуре около 2000 °С. Отчего же не плавятся оболочки искусственных спутников Земли, летящих на такой высоте?
4. Определить температуру воды, установившуюся после смешивания 39 л воды при 20 °С и 21 л воды при 60 °С.
5. Определить температуру воды, установившуюся после смешивания 6 кг воды при 42 °С, 4 кг воды при 72 °С и 20 кг воды при 18 °С.
6. Сколько литров воды с температурой 95 °С нужно добавить к 30 л воды с температурой 25 °С, чтобы получить воду с температурой 67 °С?
7. Паровой котел содержит 40 м3 воды с температурой 225 °С. Сколько воды с температурой 9 °С было добавлено, если установилась общая температура 200 °С? Изменение плотности воды при повышении температуры не учитывать.
8. Сколько литров воды с температурой 20 и 100 °С нужно смешать, чтобы получить 300 л воды с температурой 40 °С?
9. Смешали 60 кг воды с температурой 90 °С и 150 кг воды с температурой 23 °С; 15 % тепла, отданного горячей водой, пошло на нагревание окружающей среды. Определить конечную температуру воды.
10. В сосуд, содержащий 2,35 кг воды с температурой 20 °С, опускают кусок олова, нагретого до 507 К; температура воды в сосуде повысилась на 15 К. Вычислить массу олова. Испарением воды пренебречь.
11. Стальное сверло массой 0,09 кг, нагретое при закалке до 840 °С, опущено в сосуд, содержащий машинное масло с температурой 20 °С. Сколько масла следует взять, чтобы его конечная температура не превысила 70 °С?
12. На рис. 4.12 графически изображен процесс теплообмена для случая, когда нагретый до температуры t2 металлический брусок опускают в калориметр, содержащий воду с температурой t1 (t1<t2). Объяснить значение отдельных частей графика. Что означал бы одинаковый наклон отрезков КN и КL графика?
13. Чугунный предварительно нагретый брусок массой 0,20 кг опускают в сосуд, содержащий 0,80 кг керосина с температурой 15 °С. Окончательная температура керосина стала равной 20 °С. Определить первоначальную температуру бруска.
14. Какова масса стальной детали, нагретой предварительно до 500 °С, если при опускании ее в сосуд, содержащий 18,6 л воды при 13 °С, последняя нагрелась до 35 °С? Испарением воды пренебречь.
15. Пластинку массой 0,30 кг, нагретую предварительно до 85 °С, опускают в алюминиевый калориметр массой 42 г, содержащий 0,25 кг воды с температурой 22 °С. Температура, установившаяся в калориметре, равна 28 °С. Определить удельную теплоемкость вещества пластинки.
16. В стеклянную колбу массой 50 г, где находилось 185 г воды при 20 °С, вылили некоторое количество ртути с температурой 100 °С, и температура воды в колбе повысилась до 22 °С. Определить массу ртути.
17. Для определения температуры печи нагретый в ней стальной болт массой 0,30 кг бросили в медный сосуд массой 0,20 кг, содержащий 1,27 кг воды с температурой 15 °С. Температура воды повысилась до 32 °С. Вычислить температуру печи,
18. В алюминиевый калориметр массой 29,5 г, содержащий керосин с температурой 20 °С, опускают оловянный цилиндр массой 0,60 кг, нагретый предварительно до 100 °С. Сколько керосина находилось в калориметре, если конечная температура керосина и олова равна 29,5 °С, а потери тепла в окружающее пространство оставляют 15 %?
19. До какой температуры был нагрет при закалке стальной резец массой 0,15 кг, если после опускания его в алюминиевый сосуд массой 0,10 кг, содержащий 0,60 кг машинного масла с температурой 15 °С, масло нагрелось до 48 °С? Считать, что потери тепла в окружающую среду составляют 25 %.
20. В батарею водяного отопления вода поступает при температуре 80 °С по трубе площадью поперечного сечения 500 мм2 со скоростью 1,2 см/с, а выходит из батареи, имея температуру 25 °С. Какое количество теплоты получает отапливаемое помещение в течение суток?
21. Вода поступает в радиаторы водяного отопления при 941 К, а выходит из них при 313 К. До какой температуры нагреется воздух в комнате размерами 6 ´ 5 ´ 3 м, если начальная температура воздуха в комнате равна 279 К, а через радиаторы пройдет 40 л воды? Потери тепла через стены, окна и пол составляют 50 %.
22. Сколько горячей воды должно пройти через радиаторы водяного отопления, чтобы воздух в комнате размерами 10 ´ 6 ´ 3,5 м нагрелся от 10 до 22 °С? Температура воды в радиаторах понижается на 25 К. Потери тепла через стены, окна и пол составляют 60 %.
Пензенский государственный педагогический университет
имени В. Г. Белинского
Вводные лабораторные работы по термодинамике
Авторы – составители: Алексей Юрьевич Казаков
Татьяна Владимировна Ляпина
Нина Ивановна Аксененко
Редактор – Л. И. Дорошина
Оригинал – макет – Д. А. Мокшанина
Корректор – Е. С. Моисеева
План университета 2006 г. (Поз. 190)
Бумага писчая белая. Усл.-печ. л. 1,5. Уч.-изд. л. 1,4
Печать офсетная. Тираж 200 экз.
Заказ № 154/06. Цена С. 166
Редакционно-издательский отдел Пензенского государственного педагогического университета имени В. Г. Белинского:
440026, г. Пенза, ул. Лермонтова, 37. Корпус 5. Комн. 466.
Оригинал-макет изготовлен на кафедре общей физики ПГПУ
имени В. Г. Белинского
Типография ПГПУ имени В. Г. Белинского