Предмет: Физика, автор: winaloto

С какой скоростью должны лететь навстречу друг другу две льдинки, начальная температура которых -10 С, чтобы при столкновении они обратились в пар? удельная теплоемк. льда 900 Дж/ кг * С, воды = 4200 Дж/кг * С
удельная теплота плавления льда = 340000 Дж/кг * С
теплота преобразования = 2300000 Дж/ кг
желательно с объяснением

Ответы

Автор ответа: Аноним
0
Примем, что массы обеих льдинок одинаковы и равны m. Примем, что скорости обеих льдинок (относительно земли) по модулю одинаковы и противоположно направлены, параллельно земли. Мы рассматриваем начальные скорости льдинок перед самым столкновением, поэтому изменениями высоты этих льдинок пренебрегаем. Это значит, что потенциальные энергии этих льдинок относительно земли остаются постоянными.
Пусть модули начальных скоростей этих льдинок равны v. Мы рассматриваем абсолютно неупругое столкновение льдинок, при котором механическая энергия системы этих двух льдинок не сохраняется, это значит, что часть механической энергии системы переходит в тепло. Абсолютно неупругое столкновение - это столкновение, при котором тела после столкновения начинают двигаться как единое целое. В данном случае, по закону сохранения импульса в проекции на горизонтальную ось, направленную параллельно начальным скоростям льдинок, имеем.
mv - mv = (2m)*V2,
(2m)*V2 = 0,
V2 = 0.
Т.е. скорость льдинок относительно земли после столкновения будет равна нулю. Следовательно равно нулю будет и кинетическая энергия этих льдинок (относительно системы отсчета связанной с землей) после столкновения льдинок. Потенциальная энергия же (как мы сказали выше) не меняется.
При указанных условиях абсолютно неупругого столкновения двух льдинок, запишем закон сохранения энергии (в данном случае)
Ek1 + Ek2 + Eп1 + Eп2 = Eп1 + Eп2 + Q,
Ek1 + Ek2 = Q,
Механическая энергия системы не сохраняется, т.к. часть этой механической энергии переходи в тепло Q.
Ek1 = (m/2)*(v^2),
Ek2 = (m/2)*(v^2).
Считаем, что все выделившееся тепло от столкновения пошло только на нагревание самих льдинок, то есть потерями тепла на нагревание окружающей среды, на тепловое излучение и т. п. - пренебрегаем. Тогда
Q = (2m)*(Cльда)*(10*С) + (2m)*(landa) + (2m)*(Cводы)*100*С + (2m)*L =
 = (2m)*( Сльда*10*С + landa + Cводы*100*С + L ) = 2*(m/2)*(v^2).
где  Cльда - это удельная теплоемкость льда,
landa - это удельная теплота плавления льда,
Cводы - это удельная теплоемкость воды,
L - это удельная теплота парообразования воды.
Сльда*10*С + landa + Cводы*100*С + L  = (v^2)/2,
v = корень_кв_из[ 2*(Сльда*10*С + landa + Cводы*100*С + L)] =
=корень_кв_из[ 2*( 21000  + 34*10^4 + 42*10^4 + 23*10^5) Дж/кг ] =
=корень_кв_из[6162000 Дж/кг ] = 2482 м/с.
Покажем, что единицы измерения именно м/с.
Дж/кг = Н*м/кг = (кг*м/(c^2) )*(м/кг) = (м/с)^2, поэтому
(√Дж/кг) = м/c.
 


Интересные вопросы
Предмет: Алгебра, автор: user11092005
Предмет: Литература, автор: KaTe2000Bob
Найдите в стихе Бородино цитаты о патриотизме
ПОЖАЛУЙСТА БУДУ БЛАГОДАРНА ЗАРАНЕЕ СПАСИБО
Скажи-ка, дядя, ведь не даром
Москва, спаленная пожаром,
Французу отдана?
Ведь были ж схватки боевые,
Да, говорят, еще какие!
Недаром помнит вся Россия
Про день Бородина!

- Да, были люди в наше время,
Не то, что нынешнее племя:
Богатыри - не вы!
Плохая им досталась доля:
Немногие вернулись с поля...
Не будь на то господня воля,
Не отдали б Москвы!

Мы долго молча отступали,
Досадно было, боя ждали,
Ворчали старики:
"Что ж мы? на зимние квартиры?
Не смеют, что ли, командиры
Чужие изорвать мундиры
О русские штыки?"

И вот нашли большое поле:
Есть разгуляться где на воле!
Построили редут.
У наших ушки на макушке!
Чуть утро осветило пушки
И леса синие верхушки -
Французы тут как тут.

Забил заряд я в пушку туго
И думал: угощу я друга!
Постой-ка, брат мусью!
Что тут хитрить, пожалуй к бою;
Уж мы пойдем ломить стеною,
Уж постоим мы головою
За родину свою!

Два дня мы были в перестрелке.
Что толку в этакой безделке?
Мы ждали третий день.
Повсюду стали слышны речи:
"Пора добраться до картечи!"
И вот на поле грозной сечи
Ночная пала тень.

Прилег вздремнуть я у лафета,
И слышно было до рассвета,
Как ликовал француз.
Но тих был наш бивак открытый:
Кто кивер чистил весь избитый,
Кто штык точил, ворча сердито,
Кусая длинный ус.

И только небо засветилось,
Все шумно вдруг зашевелилось,
Сверкнул за строем строй.
Полковник наш рожден был хватом:
Слуга царю, отец солдатам...
Да, жаль его: сражен булатом,
Он спит в земле сырой.

И молвил он, сверкнув очами:
"Ребята! не Москва ль за нами?
Умремте же под Москвой,
Как наши братья умирали!"
И умереть мы обещали,
И клятву верности сдержали
Мы в Бородинский бой.

Ну ж был денек! Сквозь дым летучий
Французы двинулись, как тучи,
И всё на наш редут.
Уланы с пестрыми значками,
Драгуны с конскими хвостами,
Все промелькнули перед нам,
Все побывали тут.

Вам не видать таких сражений!..
Носились знамена, как тени,
В дыму огонь блестел,
Звучал булат, картечь визжала,
Рука бойцов колоть устала,
И ядрам пролетать мешала
Гора кровавых тел.

Изведал враг в тот день немало,
Что значит русский бой удалый,
Наш рукопашный бой!..
Земля тряслась - как наши груди,
Смешались в кучу кони, люди,
И залпы тысячи орудий
Слились в протяжный вой...

Вот смерклось. Были все готовы
Заутра бой затеять новый
И до конца стоять...
Вот затрещали барабаны -
И отступили бусурманы.
Тогда считать мы стали раны,
Товарищей считать.

Да, были люди в наше время,
Могучее, лихое племя:
Богатыри - не вы.
Плохая им досталась доля:
Немногие вернулись с поля.
Когда б на то не божья воля,
Не отдали б Москвы!