ДУ №32 Теплота

Задача 1. На плите стоит кастрюля с водой. При нагревании температура воды увеличилась от $90$ ⁰С до $95$ ⁰С за одну минуту. Какая доля теплоты, получаемая водой при нагревании, рассевается в окружающем пространстве, если время остывания той же воды от $95$ ⁰С до $90$ ⁰С равно $9,0$ мин?

Задача 2. Для проделывания лунок во льду для любителей зимней рыбалки был предложен тепловой ледоруб, представляющий собой медный цилиндр высотой $h = 30$ см, насаженный на деревянную рукоятку. Какова максимальная глубина лунки, которую можно проделать таким ледорубом, если цилиндр нагреть до $300$ ⁰С? Температура льда $–10$ ⁰С, плотность меди $8,9×10^3$ кг/м³, плотность льда $0,89×10^3$ кг/м³, удельная теплоемкость меди $0,40$ кДж/(кг×⁰С), удельная теплоемкость льда $2,1$ кДж/(кг×⁰С), удельная теплота плавления льда $330$ кДж/кг.

Задача 3. Некоторое количество воды нагревается электронагревателем мощностью $P = 560$ Вт. При включении нагревателя на время $\tau_1 = 3,0$ мин температура воды повысилась на $\Delta T = 1,0$ ⁰С, а при его отключении – понизилась за $\tau_2 = 1,0$ мин на ту же величину. Удельная теплоемкость воды $4,2$ кДж/(кг×⁰С). Какова масса воды, если мощность тепловых потерь постоянна? Определите мощность тепловых потерь.

Задача 4. В теплоизолированном сосуде при температуре $t_0 = –10$ ⁰C находится $m_0 = 300$ г льда. В сосуд впускают $m_1 = 50$ г водяного пара, находящегося при температуре $t_1 = 100$ ⁰C. Какая температура установится в сосуде после достижения теплового равновесия? Теплоемкостью сосуда пренебречь. Удельная теплоемкость воды $4,2$ кДж/(кг×⁰С), удельная теплоемкость льда $2,1$ кДж/(кг×0С), удельная теплота плавления льда $330$ кДж/кг, удельная теплота парообразования воды $2,24$ МДж/кг.

Задача 5. Прокатный стан. Из прокатного стана выходит длинная стальная лента шириной $l = 2,0$ м и толщиной $h = 4,0$ мм, находящаяся при температуре $t_0 = 500$ ⁰C. Лента движется с постоянной скоростью $v = 0,50$ м/с. Для охлаждения ленты ее поливают водой, температура которой равна $t_1 = 20$ ⁰C. Вода подается через охлаждающую установку, состоящую из системы параллельных трубок с отверстиями. Расстояние между крайними трубками равно $a = 3,0$ м. Какой объем воды каждую секунду должен проходить через охлаждающую установку, чтобы охладить ленту до температуры $t = 100$ ⁰C. Плотность стали $7,9×10^3$ кг/м³, плотность воды $1,0×10^3$ кг/м³, удельная теплоемкость стали $0,46$ кДж/(кг×⁰С), удельная теплоемкость воды $4,2$ кДж/(кг×⁰С), удельная теплота испарения воды $2,26$ МДж/кг.

Задача 6. На динамометр действуют в разные стороны две силы: $3$ Н и $5$ Н. Что показывает динамометр? Что покажет динамометр, если на него в разные стороны будут действовать две силы, по $5$ Н каждая?