Question

1. Стальной брусок, взятый при температуре 100°C, бросают в сугроб при 0°С. Остывая, брусок растопил 2 кг снега. Какова масса бруска? 2. Какова масса природного газа, который необходимо сжечь для подъёма груза массой 2,2 т на высоту 5 м, если КПД подъёмника 25%? Помогите решить, пожалуйста!!

Answer 1

1)cm1t = h(типо лянда)m2
m1 = hm2/ct
2)m1gh/qm2 = 0.25
m1gh = 0.25qm2
m2 = m1gh/0.25q

Answer 2

1. Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения энергии. Когда стальной брусок остывает, он передает тепло снегу, который тает. Мы можем использовать уравнение теплопроводности:

Q = m * c * ΔT,

где Q - тепло, переданное, m - масса снега, c - удельная теплоемкость снега, ΔT - изменение температуры.

Удельная теплоемкость стали примерно 0,49 Дж/(г * °C), а снега - около 2,1 Дж/(г * °C).

Изначально брусок был при 100°C, а снег при 0°C, поэтому ΔT = 100°C - 0°C = 100°C.

Подставив все значения, получаем:

Q = 2 кг * 2,1 Дж/(г * °C) * 100°C = 420 Дж.

Тепло, которое отдал брусок, равно теплу, необходимому для плавления снега:

Q = m_бруска * L,

где L - удельная теплота плавления снега, приближенно 334 000 Дж/г.

Таким образом, m_бруска * L = 420 Дж.

Отсюда масса бруска:

m_бруска = 420 Дж / 334 000 Дж/г ≈ 0,00126 г.

2. Для решения этой задачи нам понадобится знание о работе, потенциальной энергии и КПД.

Работа подъемника W равна изменению потенциальной энергии:

W = m * g * h,

где m - масса груза, g - ускорение свободного падения, h - высота подъема.

Подставив значения: m = 2200 кг, g = 9,8 м/с², h = 5 м:

W = 2200 кг * 9,8 м/с² * 5 м = 107800 Дж.

КПД подъемника (η) определяется как отношение полезной работы к затраченной энергии:

η = (Полезная работа / Затраченная энергия) * 100%.

Известно, что КПД = 25%, следовательно, затраченная энергия равна:

Затраченная энергия = Полезная работа / η = 107800 Дж / 0,25 = 431200 Дж.

Теперь нам нужно найти массу природного газа, которая обладает этой энергией при сжигании. У разных видов газа разная теплота сгорания, но для примера возьмем метан (CH₄), теплота сгорания которого около 55,5 МДж/кг.

Масса газа будет:

Масса газа = Затраченная энергия / Теплота сгорания = 431200 Дж / 55 500 000 Дж/кг ≈ 0,00777 кг.

Таким образом, масса природного газа, необходимого для подъема груза, составляет приблизительно 7,77 грамм.