1. Сколько теплоты высвободится при охлаждении 100 г керосина с 50° C до 0° C, если также присутствует 100 г железа?

Vadim

19

Конечно, давайте решим эти физические задачи по порядку.

1. Расчёт выделившейся теплоты при охлаждении керосина с учётом присутствия железа:

Для начала нужно определить, сколько теплоты необходимо извлечь из керосина и железа при охлаждении.

Сначала найдём теплоемкости материалов. Теплоёмкость \(C\) для керосина составляет 2.1 Дж/(г*С), а для железа - 0.45 Дж/(г*С).

Теплоемкость \(Q\) для тела массой \(m\) при изменении температуры на \(\Delta T\) определяется по формуле:
\[ Q = C \cdot m \cdot \Delta T \]

Посчитаем, сколько теплоты потребуется для охлаждения керосина:
\[ Q_{\text{керосин}} = 2.1 \cdot 100 \cdot (50 - 0) \]
\[ Q_{\text{керосин}} = 2.1 \cdot 100 \cdot 50 \]
\[ Q_{\text{керосин}} = 10500 \text{ Дж} \]

Теперь посчитаем теплоту для железа:
\[ Q_{\text{железо}} = 0.45 \cdot 100 \cdot (50 - 0) \]
\[ Q_{\text{железо}} = 0.45 \cdot 100 \cdot 50 \]
\[ Q_{\text{железо}} = 2250 \text{ Дж} \]

Теперь определим общее количество высвобождённой теплоты:
\[ Q_{\text{общ}} = Q_{\text{керосин}} + Q_{\text{железо}} \]
\[ Q_{\text{общ}} = 10500 + 2250 \]
\[ Q_{\text{общ}} = 12750 \text{ Дж} \]

Таким образом, общее количество высвободившейся теплоты при охлаждении керосина и железа составляет 12750 Дж.

2. Определение давления в цилиндре при изменении температуры с 350° C до 2000° C:

Для этого используем закон Шарля (или закон Гей-Люссака):
\[ \frac{P_1}{T_1} = \frac{P_2}{T_2} \]

Где \( P_1 \) и \( T_1 \) - давление и температура в начальном состоянии, \( P_2 \) и \( T_2 \) - давление и температура в конечном состоянии.

Подставляем данные:
\[ \frac{11 \cdot 10^5}{623} = \frac{P_2}{2000 + 273} \]

Решаем уравнение относительно \( P_2 \):
\[ P_2 = \frac{11 \cdot 10^5 \cdot (2000 + 273)}{623} \]
\[ P_2 = \frac{11 \cdot 10^5 \cdot 2273}{623} \]
\[ P_2 \approx 4.02 \times 10^6 \text{ Па} \]

Таким образом, при температуре 2000° C давление в цилиндре составит приблизительно 4.02 МПа.