Сборник задач абитуриенту. ОСНОВЫ ТЕРМОДИНАМИКИ. Уравнение теплового баланса. Тема 14-4

          

ОСНОВЫ ТЕРМОДИНАМИКИ. Уравнение теплового баланса. Тема 14-4

14.36. В калориметре смешали 2 кг воды при температуре 50 °С и 3 кг воды при температуре 30 °С. Найдите температуру (в °С) смеси. Теплоемкость калориметра не учитывать.

14.37. В ванну налили 210 кг воды при 10 °С. Сколько воды при 100 °С нужно добавить в ванну, чтобы тепловое равновесие установилось при 37 °С?

14.38. Нужно смешать воду при температуре 50 °С и воду при температуре 10 °С так, чтобы температура смеси оказалась равной 20 °С. Во сколько раз больше надо взять холодной воды, чем горячей?

14.39. Горячее тело при 50 °С приведено в соприкосновение с холодным телом при 10 °С. При достижении теплового равновесия установилась температура 20 °С. Во сколько раз теплоемкость холодного тела больше теплоемкости горячего?

14.40. Медное тело, нагретое до 100 °С, опущено в воду, масса которой равна массе медного тела. Тепловое равновесие наступило при температуре 30 °С. Определите начальную температуру (в °С) воды. Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг·К), меди 360 Дж/(кг·К).

14.41. Определите начальную температуру (в Кельвинах) олова массой 0,6 кг, если при погружении его в воду массой 3 кг при температуре 300 К вода нагрелась на 2 К. Удельная теплоемкость олова 250 Дж/(кг·К), воды 4200 Дж/(кг × К).

14.42. В сосуд налили 0,1 кг воды при температуре 60 °С, после чего температура воды понизилась до 55 °С. Считая, что теплоемкость сосуда 70Дж/К, а удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг × К), найдите начальную температуру (в °С) сосуда.

14.43. Для измерения температуры воды массой 20 г в нее погрузили термометр, который показал 32,4 °С. Какова действительная температура (в °С) воды, если теплоемкость термометра 2,1 Дж/К и перед погружением в воду он показывал температуру помещения 8,4 °С? Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг × К).

14.44. После опускания в воду, имеющую температуру 10 °С, тела, нагретого до 100 °С, установилась температура 40 °С. Какой станет температура (в °С) воды, если, не вынимая первого тела, опустить в нее еще одно такое же тело, нагретое также до 100 °С?

14.45. Нагретое до 110 °С тело опустили в сосуд с водой, в результате чего температура воды повысилась от 20 °С до 30 °С. Какой стала бы температура (в °С) воды, если бы в нее одновременно с первым опустили еще одно такое же тело, но нагретое до 120 °С?

14.46. В литр воды при температуре 20 °С брошен ком снега массой 250 г, частично уже растаявший, т. е. содержащий некоторое количество воды при 0 °С. Температура воды в сосуде при достижении теплового равновесия оказалась равна 5 °С. Определите количество воды (в г) в коме снега. Удельная теплота плавления льда 330 кДж/кг, удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг × К).

14.47. В сосуд, содержащий 4,6 кг воды при 20 °С, бросают кусок стали массой 10 кг, нагретый до 500 °С. Вода нагревается до 100 °С, и часть ее обращается в пар. Найдите массу (в г) образовавшегося пара. Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг × К), удельная теплота парообразования воды 2,3 × 106 Дж/кг, удельная теплоемкость стали 460 Дж/(кг × К).

14.48. В двух сосудах имеется по 4,18 кг воды при одинаковых температурах. В первый сосуд вливают 0,42 кг воды при температуре 100 °С, во второй вводят столько же водяного пара при температуре 100 °С. На сколько градусов температура в одном сосуде будет больше, чем в другом, после установления в каждом из них теплового равновесия? Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг × К), удельная теплота парообразования воды 2,3 МДж/кг.

14.49. Некоторую массу воды с начальной температурой 50 °С нагревают до температуры кипения, пропуская через нее пар при температуре 100 °С. На сколько процентов увеличится при этом масса воды? Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кгК), удельная теплота парообразования воды 2,1 × 106 Дж/кг.

14.50. Количество теплоты, выделяемое при конденсации 1 кг пара при температуре 100 °С и охлаждения получившейся воды до 0 °С, затрачивается на таяние некоторого количества льда, температура которого 0 °С. Определите массу растаявшего льда. Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг × К), удельная теплота парообразования воды 2,22 МДж/кг, удельная теплота плавления льда 330 кДж/кг.

14.51. Смесь, состоящую из 2,51 кг льда и 7,53 кг воды при общей температуре 0 °С, нужно нагреть до температуры 50 °С, пропуская пар при температуре 100 °С. Определите необходимое для этого количество (в г) пара. Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг × К), удельная теплота парообразования воды 2,3 МДж/кг, удельная теплота плавления льда 330 кДж/кг.

14.52. Из сосуда с небольшим количеством воды при 0 °С откачивают воздух. При этом испаряется 6,6 г воды, а оставшаяся часть замерзает. Найдите массу (в г) образовавшегося льда. Удельная теплота парообразования воды при 0 °С равна 2,5 × 106 Дж/кг, удельная теплота плавления льда 330 кДж/кг.