1 . Do naczynia zawierającego 3 litry wody o temperaturze 39 °C wrzucono ołowianą kulkę o masie 2 kg i temperaturze 90 °C. W naczyniu ustaliła się temperatura 40 °C. Zakładając ,że ciepło właściwe wody wynosi 4200=J/(kg * °C ) , oblicz ciepło właściwe ołowiu .
2. Oblicz wysokość,z którego musi spaść bryła lodu o temperaturze 0 °C ,aby uległa całkowitemu stopnieniu. Załóż , że połowa energii potencjalnej bryły lodu zmienia się w energię wewnętrzną . Ciepło topnienia lodu wynosi 340 kJ/ kg.
1.
Ciepło nabyte przez wodę podczas podgrzewania o 1 °C
Ciepło oddane przez ołów musi być równe powyższemu. (oczywiście zakładamy, że mamy do czynienia z układem zamkniętym i termicznie izolowanym, inaczej zadanie nie ma sesnu).
Stąd:
Wynik podobny do wartości tablicowych (129 J/kg*°C)
2.
Aby stopić 1kg lodu potrzebujemy energii 340 kJ (z definicji ciepła topnienia). Jest to nic innego jak konieczna energia wewnętrzna ciała, potrzebna do jego stopienia. Wiemy, że jest ona 2x mniejsza od Energii Potencjalnej. Wzór na energię potencjalną:
Nasza enegia potencjalna w zadaniu jest też opisana wzorem:
Z prównania otrzymujemy:
Upraszczamy i wyznaczamy h
Innymi słowy musimy zrzucić lód z wysokości 69,3 km.
Uwaga dodatkowa: Podejrzewam, że lód po drodze stopiłby się od tarcia o powietrze, czego w powyższym zadaniu uwzględnić nie podobna. (To już równiania ruchu ze zmienną masą, które byłby trudne dla studentów, a i czynników dodatkowych jest multum).
Ps. Przepraszam za ilość edycji, ale dopiero uczę się operować Techem i czasem mnie zaskakuje.