Să presupunem că muștele constau în întregime din apă.
În cazul în care muștele sunt aceleași și în cazul în care lovitura este absolut inelastică, este evident că energia cinetică posedat de muștele, va merge la încălzirea și evaporarea lichidelor, a adus la fierbere.
Astfel, ecuația energetică care descrie acest proces este după cum urmează: energia cinetică, care au două muște, este cantitatea de căldură care se duce la încălzirea și evaporarea toată apa din care sunt realizate:
unde c - căldura specifică a apei, r - căldura specifică de formare a aburilor de apă.
Facem transformarile si primim:
Noi vedem că rata nu depinde de masa de muște, și depinde numai de căldura specifică, căldura specifică de vaporizare a lichidului din care sunt compuse (de apă) și schimbările de temperatură. Evident, temperatura finală din ecuație este de 100 de grade, putem seta singuri temperatura inițială, de exemplu 20 sau 30 de grade. Valoarea valorilor constante poate fi găsită în tabel.
Având în vedere această problemă la nivel calitativ, putem realiza următorul raționament.
Aerul se încălzește, crește energia cinetică medie a moleculelor. În consecință, energia internă a aerului din cameră crește și ea. Cunoscând schimbarea temperaturii, putem calcula modificarea energiei cinetice medii a moleculelor. Cunoscând volumul camerei, putem calcula numărul de molecule din ea și putem răspunde la întrebarea adresată.
Dar acesta este un living. Are fisuri prin care aerul poate scăpa. Aparent, camera nu este izolată și o parte din energie nu poate fi folosită pentru încălzirea aerului în cameră, ci pentru încălzirea străzii. Cum să țineți cont de pierderea de energie nu este foarte clară. Dar este evident că într-o cameră de zi energia internă nu se schimbă cu aceeași cantitate ca într-o cameră izolată și izolată termic, cu o creștere a temperaturii aerului în ea.
Cum de a rezolva problema?
Să presupunem, pentru simplitatea raționamentului, că aerul din cameră este un gaz ideal monoatomic.
Să încercăm să răspundem la întrebarea: ce parte din energia primită de la baterii este pierdută? Pe baza motivelor formale, energia internă a unui gaz ideal monoatomic se calculează cu formula: m - masa aerului în cameră, p - masa lui molară, T - temperatura absolută.
Să scriem pentru aer în încăpere ecuația lui Mendeleev-Clapeyron:
Rezolvăm aceste ecuații în comun. Avem:
Dacă încăperea nu este sigilată, atunci presiunea gazului din ea nu se modifică pe măsură ce temperatura crește și este egală cu presiunea atmosferică.
Cu presiune constantă și volum, energia internă a aerului din cameră rămâne constantă.
Am ajuns la un rezultat destul de ciudat, care ar putea fi obținut într-un alt mod: Q = Δ U = c V m Δ T. U = c V mT.
Produsul de masă cu privire la schimbarea de temperatură ar putea fi găsit, de asemenea, folosind ecuația lui Mendeleev-Clapeyron:
Pentru a crește temperatura, picăturile trebuie să se încălzească.
Pentru a le face să se încălzească, trebuie să cheltuiți energia. Energia este eliberată când picăturile se îmbină.
Din cauza energiei care poate fi alocată? Ce schimbări în starea picăturilor atunci când se îmbină?
O picătură mare din multe picături mici diferă în zona suprafeței lor.
Zona este legată de energia de suprafață. Prin schimbarea energiei de suprafață, căldura este eliberată, ceea ce duce la încălzirea picăturilor.
Se scrie ecuația energetică: Δ U = Q. unde Q este cantitatea de căldură eliberată în timpul confluenței picăturilor.
Schimbarea energiei de suprafață: Δ U = σΔ S.
unde σ este coeficientul de tensiune de suprafață a mercurului.
Cantitatea de căldură necesară pentru încălzirea întregului mercur este direct proporțională cu schimbarea de masă și temperatură.
Q = cm Δ T. unde: c - căldura specifică de mercur.
Suprafața unei picături mari este mai mică decât suma zonelor de pe suprafața picăturilor mici. Prin urmare, ΔS este egal cu diferența în suprafața unei picături mici. înmulțit cu numărul de picături și zona de picătură mare S. Δ S = Ns - S.
Dacă presupunem că picura de mercur are o formă sferică, atunci aria picăturii mici este egală cu: s = 4π r 3.
iar zona căderii mari este S = 4π R 3.
Masa unei picături poate fi exprimată în funcție de densitatea substanței, în acest caz de mercur, și de volumul acesteia. Avem informații despre o picătură mică. În consecință, putem exprima masa fie prin volumul unei mici picături v și a numărului de picături, fie prin volumul unei căderi mari V. m = ρ V = ρ Nv.
Dacă picătură este sferică, atunci volumul său:
Se pune întrebarea: există suficiente ecuații pentru a rezolva problema? Dacă înlocuim valorile cantităților corespunzătoare în ecuația inițială, constatăm că în ecuații vor fi prezente cantități necunoscute - temperatura și raza căderii mari. Prin urmare, este necesar să scrieți încă o ecuație.
Dacă am putea conecta raza unei picături mari cu raza unei picături mici, problema ar fi fost practic rezolvată. Putem asocia razele picăturilor cu următoarele considerații:
Noi facem abrevieri si primim:
Substituțiile suplimentare pot fi făcute în mod independent.
Articole similare
-
Folosirea limbajului de programare Visual basic pentru rezolvarea problemelor matematice
-
Tematica rezolvarea problemelor privind găsirea formulei moleculare a materiei
-
Teorema privind zona unui triunghi, dovada și rezolvarea problemelor
Trimiteți-le prietenilor: