Question

1) В сосуде, закреплённом в штативе, между двумя невесомыми поршнями находится вода (p=1000кг/м3). На поршень 1 площадью S1=110 см2 действует сила F1=1,76 кН, на поршень 2 площадью S2=2200 см2 действует сила F2=3,3 кН. Поршни неподвижны, жидкость несжимаема, ускорение свободного падения g=10 м/с2. Определите расстояние h между поршнями.2) В калориметре находится вода массой mв=0,16 кг и температурой tв=30 градусов С. Для того, чтобы охладить воду, из холодильника в стакан переложили лед массой mл=80 г. В холодильнике поддерживается темература tл=-12 градусов С. Определите конечную температуру в калориметре. Удельная теплоёмкость воды Св=4200 Дж/(кг*град.С), удельная теплоёмкость льда Сл=2100 Дж/(кг*град.С), удельная теплота плавления льда =334 кДж/кг.

Answer 1

2) 0 градусов при этом получится мокрый снег

Answer 2

Задача 1: Определение расстояния между поршнями

В данной задаче у нас есть два поршня с определенными площадями и силами, действующими на них. Нам нужно определить расстояние между этими поршнями.

Для решения задачи мы можем использовать принцип Паскаля, который гласит, что давление, создаваемое в жидкости, распространяется одинаково во всех направлениях. Это означает, что давление на обоих поршнях будет одинаковым.

Мы можем использовать формулу для определения давления:

P = F / S

где P - давление, F - сила, S - площадь.

На поршень 1 действует сила F1 = 1,76 кН, а площадь поршня S1 = 110 см^2 = 0,011 м^2. На поршень 2 действует сила F2 = 3,3 кН, а площадь поршня S2 = 2200 см^2 = 0,22 м^2.

Мы можем использовать формулу для определения давления на поршнях:

P1 = F1 / S1

P2 = F2 / S2

Так как давление одинаково на обоих поршнях, мы можем приравнять эти два выражения:

P1 = P2

F1 / S1 = F2 / S2

Мы можем использовать эту формулу для определения расстояния между поршнями. Для этого нам нужно знать плотность воды (p), ускорение свободного падения (g) и расстояние между поршнями (h).

Мы можем использовать формулу для определения давления на поршне:

P = p * g * h

где p - плотность, g - ускорение свободного падения, h - расстояние между поршнями.

Мы можем приравнять это выражение к выражению для давления на поршне 1:

p * g * h = F1 / S1

Мы можем решить это уравнение относительно расстояния h:

h = (F1 / S1) / (p * g)

Подставляя известные значения, получаем:

h = (1,76 кН / 0,011 м^2) / (1000 кг/м^3 * 10 м/с^2)

h = 160 м

Таким образом, расстояние между поршнями составляет 160 метров.

Задача 2: Определение конечной температуры в калориметре

В данной задаче у нас есть калориметр с водой определенной массы и температурой, а также лед и холодильник с определенной температурой. Мы хотим определить конечную температуру в калориметре после добавления льда.

Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения энергии. Это закон, согласно которому полная энергия в системе остается постоянной. Мы можем записать это как:

Qпотерянная + Qполученная = 0

где Qпотерянная - потерянная энергия, Qполученная - полученная энергия.

Потерянная энергия в данном случае связана с охлаждением воды в калориметре, а полученная энергия связана с передачей тепла от льда к воде.

Мы можем записать это как:

mв * Св * (tконечная - tначальная) + mл * Сл * (tконечная - tл) + mл * Л = 0

где mв - масса воды, Св - удельная теплоемкость воды, tконечная - конечная температура, tначальная - начальная температура, mл - масса льда, Сл - удельная теплоемкость льда, tл - температура льда, Л - удельная теплота плавления льда.

Мы хотим найти конечную температуру tконечная. Мы можем решить это уравнение относительно tконечная:

mв * Св * (tконечная - tначальная) + mл * Сл * (tконечная - tл) + mл * Л = 0

tконечная * (mв * Св + mл * Сл) = tначальная * mв * Св + mл * Сл * tл - mл * Л

tконечная = (tначальная * mв * Св + mл * Сл * tл - mл * Л) / (mв * Св + mл * Сл)

Подставляя известные значения, получаем:

tконечная = (30 градусов С * 0,16 кг * 4200 Дж/(кг*град.С) + 80 г * 2100 Дж/(кг*град.С) * (-12 градусов С) - 80 г * 334 кДж/кг) / (0,16 кг * 4200 Дж/(кг*град.С) + 80 г * 2100 Дж/(кг*град.С))

tконечная ≈ 6,6 градусов С

Таким образом, конечная температура в калориметре составляет примерно 6,6 градусов С.