Сборник задач абитуриенту. ОСНОВЫ ТЕРМОДИНАМИКИ. Взаимные превращения механической и внутренней энергии. Тема 14-3

          

ОСНОВЫ ТЕРМОДИНАМИКИ. Взаимные превращения механической и внутренней энергии. Тема 14-3

14.23. При неупругом ударе о стенку пуля, имевшая скорость 50 м/с, нагрелась на 10 °С. Считая, что пуля получила всю выделившуюся при ударе энергию, найдите удельную теплоемкость материала пули.

14.24. Две одинаковые пули ударяются о стенку. Первая пуля нагревается на 0,5 К, вторая – на 8 К. Во сколько раз скорость второй пули больше, чем первой, если вся энергия пуль расходуется на их нагревание?

14.25. Пуля, обладающая кинетической энергией 100 Дж, ударилась о стенку и нагрелась на 0,5 К. Какая часть (в процентах) энергии пули пошла на ее нагревание, если теплоемкость пули равна 20 Дж/К?

14.26. Молот массой 2000 кг падает с высоты 1 м на металлическую болванку массой 2 кг. В результате удара температура болванки возрастает на 25 °С. Считая, что на нагревание болванки идет 50 % всей выделившейся энергии, найдите удельную теплоемкость материала болванки, g = 10 м/с2.

14.27. Пластилиновый шар бросают со скоростью 10 м/с под углом 45° к горизонту по направлению к вертикальной стене, находящейся на расстоянии 8 м от точки бросания (по горизонтали). На сколько градусов (в мК) нагреется шар, если он прилипнет к стене? Считать, что вся кинетическая энергия шара пошла на его нагревание. Удельная теплоемкость пластилина 250 Дж/(кг × К), g = 10 м/с2.

14.28. Свинцовая пуля, летевшая со скоростью 500 м/с, пробивает стенку. Определите, на сколько градусов нагрелась пуля, если ее скорость уменьшилась до 300 м/с. Считать, что на нагревание пули пошло 50 % выделившейся теплоты. Удельная теплоемкость свинца 160 Дж/(кг × К).

14.29. Пуля, летевшая горизонтально со скоростью 500 м/с, пробивает насквозь доску на высоте 20 см от земли. При этом температура пули увеличилась на 200 °С. Считая, что на нагревание пули пошла вся выделившаяся при ударе теплота, найдите, на каком расстоянии (по горизонтали) от места удара пуля упала на землю. Удельная теплоемкость материала пули 400 Дж/(кг × К), g = 10 м/с2.

14.30. Пуля массой 10 г, летящая горизонтально со скоростью 400 м/с, попадает в деревянный брусок массой 990 г, подвешенный на нити, и застревает в нем. На сколько градусов нагреется пуля, если на ее нагревание пошло 50 % выделившегося тепла? Удельная теплоемкость материала пули 200 Дж/(кг × К).

14.31. С какой скоростью должна лететь пуля, чтобы при ударе о стенку она расплавилась? Удельная теплоемкость материала пули 130Дж/(кг × К), удельная теплота плавления 22,25 кДж/кг, температура плавления 327 °С. Температура пули до удара 152 °С. Считать, что на нагревание пули пошла вся выделившаяся при ударе теплота.

14.32. С какой скоростью должна вылететь из ружья свинцовая дробинка при выстреле вертикально вниз с высоты 300 м, чтобы при ударе о неупругое тело дробинка расплавилась? Считать, что теплота, выделившаяся при ударе, поровну распределяется между дробинкой и телом. Начальная температура дробинки 177 °С. Температура плавления свинца 327 °С, его удельная теплоемкость 130 Дж/(кг·К), удельная теплота плавления 22 кДж/кг, g = 10м/с2.

14.33. При выстреле из ружья дробь массой 45 г вылетает со скоростью 600 м/с. Сколько процентов от энергии, освободившейся при сгорании порохового заряда массой 9 г, составляет кинетическая энергия дроби? Удельная теплота сгорания пороха 3 МДж/кг.

14.34. Двигатель реактивного самолета с КПД 20 % при полете со скоростью 1800 км/ч развивает силу тяги 86 кН. Определите расход (в т) керосина за 1 час полета. Теплота сгорания керосина 4,3 × 107 Дж/кг.

14.35. Заряд дальнобойной пушки содержит 150 кг пороха. Масса снаряда 420 кг. Какова максимально возможная дальность полета (в км) снаряда, если КПД орудия 25 %? Удельная теплота сгорания пороха 4,2 МДж/кг. g = 10 м/с2. Сопротивление воздуха не учитывать.