ОСНОВЫ ТЕРМОДИНАМИКИ. Нагревание и охлаждение. Тема 14-1

14.1. Какая масса ртути имеет такую же теплоемкость, как 13 кг спирта? Удельная теплоемкость спирта 2440 Дж/(кг × К), удельная теплоемкость ртути 130 Дж/(кг × К).

14.2. При трении друг о друга двух одинаковых тел их температура через одну минуту повысилась на 30 °С. Какова средняя мощность, развиваемая в обоих телах при трении? Теплоемкость каждого тела 800 Дж/К.

14.3. На электроплитке мощностью 600 Вт 3 л воды нагреваются до кипения за 40 минут. Начальная температура воды 20 °С. Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг × К). Определите КПД (в процентах) установки.

14.4. При сверлении металла ручной дрелью сверло массой 0,05 кг нагрелось на 20 °С за 200 с непрерывной работы. Средняя мощность, потребляемая дрелью от сети при сверлении, равна 10 Вт. Сколько процентов затраченной энергии пошло на нагревание сверла, если удельная теплоемкость материала сверла 460 Дж/(кг × К)?

14.5. Трансформатор, погруженный в масло, вследствие перегрузки начинает греться. Каков его КПД (в процентах), если при полной мощности 60 кВт масло массой 60 кг нагревается на 30 °С за 4 минуты работы трансформатора? Удельная теплоемкость масла 2000 Дж/(кг × К).

14.6. В стакан, содержащий m = 200 г воды, опускают нагреватель мощностью N = 50 Вт. Максимальная температура воды после длительного нагревания составляет t₁ = 55 °С. За какое время вода остынет на Δt = 1 °С после выключения нагревателя? Оцените максимальную температуру воды в стакане при увеличении напряжения в сети на 20 %. Температура окружающего воздуха t_o = 20 °С.

14.7. На электрической плитке мощностью N = 1 кВт кипит чайник с водой. Найти скорость истечения пара из носика чайника. Площадь носика S = 1 см², давление на выходе из носика считать равным атмосферному.

14.8. На плитку поставили две одинаковые кастрюли с равными количествами воды при одинаковой температуре. Через некоторое время в одну из кастрюль долили немного воды из кипящего чайника. В какой кастрюле вода закипит быстрее?

Тема 14-1. Нагревание и охлаждение

Тема 14-2. Фазовые превращения

Тема 14-3. Взаимные превращения механической и внутренней энергии

Тема 14-4. Уравнение теплового баланса

Тема 14-5. Внутренняя энергия идеального газа. Работа идеального газа

Тема 14-6. Первый закон термодинамики

Тема 14-7. Циклы. Тепловые машины