Q = adTdSdxy где а — коэффициент теплоотдачи.
85
Тепловые свойства твердых тел
Каково отношение длин железного и медного стержней при температуре 0°С, если разность их длин при любой температуре одна и та же?
Часы с металлическим маятником спешат на 8,0 с в сутки при температуре 3°С и отстают на 7,0 с в сутки при температуре 23°С. Найти коэффициент линейного расширения материала маятника и температуру, при которой часы будут идти правильно.
Найти зависимость периода свободных колебаний однородного твердого тела вокруг горизонтальной оси, не проходящей через его центр тяжести, от температуры.
Концы стального стержня сечением 5,0 см2 наглухо закреплены в двух стенах. Какова сила, действующая на стены при температуре 20°С, если при 10°С стержень находился в ненапряженном состоянии?
Алюминиевый чайник вместимостью 3,0 дм3 наполнен водой при температуре 5°С. Сколько воды вытечет из чайника при нагревании его до 70°С? Задачу решить без учета и с учетом расширения материала чайника.
Латунная шкала ртутного барометра градуирована при температуре 0°С. Чему равно атмосферное давление, если при температуре 30°С барометр показывает давление 101,1 кПа? Расширением стекла пренебречь.
Вычислить по классической теории теплоемкости удельные теплоемкости кристаллов: 1) алюминия; 2) меди; 3) платины.
Пользуясь классической теорией теплоемкости, вычислить удельные теплоемкости кристаллов КС1 и СаСЬ.
Толщина деревянной стены 10 см. Какой должна быть толщина кирпичной стены, чтобы она обладала такой же теплопроводностью, как деревянная?
Две пластины — медная и железная — одинаковой толщины вплотную прилегают друг к другу. Температура наружной поверхности медной пластинки 100°С, железной — 0°С. Найти температуру в месте соприкосновения пластин.
Сколько нужно сжечь каменного угля в печи, КПД которой 70%, чтобы восполнить потерю тепла за сутки через кирпичную стену площадью 20 м2 и толщиной 0,20 м, если температура внутренней поверхности стены 20°С, а внешней 10°С? Теплота сгорания угля 30 МДж/кг.
Электрическая печь мощностью 2,0 кВт, внутренняя поверхность которой площадью 25 дм2, покрыта огнеупорным материалом толщиной 10 см. Коэффициент теплопроводности огнеупорного материала 0,80 Вт/(м-К). Какова температура наружной поверхности печи, если температура на внутренней ее поверхности 1200°С?
Найти количество теплоты, теряемой за время т = 1,0 с с площади S = 1,0 м2 кирпичной стены толщиной I = 51 см, а также
86
температуру внутренней и внешней поверхностей стены, если температура в помещении ti—20°С, а температура наружного воздуха t\—— 20°С. Коэффициент теплоотдачи со стороны помещения ai = 12 Вт/(м2-К), а с наружной стороны стены а2 = = 6,0 Вт/(м2 • К).
Для уменьшения тепловых потерь стеной здания, рассмотренной в предыдущей задаче, и повышения температуры внутренней поверхности стены применена изоляция слоем пробки толщиной 5,0 см в двух вариантах: 1) слой пробки покрывает стену с внутренней стороны здания; 2) слой пробки покрывает стену с наружной стороны здания. Определить температуру кирпичной стены с внутренней стороны здания в обоих вариантах. Указать, какой из вариантов является наивыгоднейшим и какой процент теплоты с его помощью можно сберечь.
Температура газов в топке парового котла £|=800°С, температура воды в котле t5 = 150°C. Стальные стенки котла толщиной /1—2,5 см покрыты с внутренней стороны слоем накипи толщиной /2 = 5,0 мм. Какое количество теплоты передается за 1,0 с через поверхность котла площадью 1,0 м2? Коэффициент теплоотдачи со стороны газов ai=46 Вт/(м2-К), а со стсроны воды а2 = 2,3 кВт/(м2*К).
Какой толщины слой сажи должен покрыть котел, описанный в предыдущей задаче, с наружной стороны, чтобы при отсутствии накипи с внутренней стороны котла количество тепле ты, передаваемой котлом, осталось без изменения?
Фазовые переходы
Кусок льда находится в закрытом сосуде. На сколько надо повысить давление в сосуде, чтобы давление насыщенного пара, находящегося над льдом, повысилось на 5%? Температура в сосуде поддерживается постоянной и равной —20°С.
Определить температуру плавления льда при давлении
МПа. Считать, что при изменении давления в пределах от 0,10 до 1,0 МПа плотность льда и воды и удельная теплота плавления постоянны.
Определить приращение энтропии при затвердевании ртути массой 1,0 кг при температуре затвердевания —38,9°С.
Кусок льда массой 0,30 кг, имевший первоначальную температуру 233 К, превращен в пар при температуре 373 К и атмосферном давлении. Определить приращение энтропии при этом процессе.
Струя водяного пара при температуре 100°С, направленная на глыбу льда массой 4,0 кг при температуре —20°С, растопила ее и нагрела получившуюся воду до 60°С. Найти приращение энтропии при этом процессе.
Определить приращение энтропии при плавлении льда в количестве 1 моль, если известно, что при увеличении внеш
87
него давления на 10 МПа температура плавления льда изменяется на 1 К.
Каково приращение температуры куска льда, находящегося при нормальных условиях, если его адиабатно сжать до давления 10 МПа? Какая доля массы льда при этом расплавится?
Удельная теплота испарения бензола (СбНе) вблизи его тройной точки равна 0,43 МДж/кг. Чему равна его удельная теплота плавления при этих условиях, если температура тройной точки и равновесное давление пара в этой точке соответственно равны 6°С и 4,8 кПа? Для кривой возгонки в тройной точке ^=324 Па/К.
Глава III ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ
$ 17. ЭЛЕКТРОСТАТИКА
Закон Кулона:
Достарыңызбен бөлісу: |