Bilans cieplny

Zadanie 1. Do szklanki z 200 gramami wody wrzucono dwie 50 gramowe kostki lodu. Jaka jest temperatura końcowa napoju, jeśli woda miała początkowo temperaturę 25⁰C, a lód pochodził prosto z lodówki, w której jest temperatura - 15⁰C? Ciepło właściwe lodu w tym obszarze temperatur wynosi ok. 0.5 cal/g⋅K, a ciepło topnienia lodu ok. 80 cal/g.

Zadanie 2. Do wody o masie 0,5 kg i temperaturze 20⁰C wlewamy wodę o masie 1kg i temperaturze 60⁰C. Oblicz temperaturę końcową wody po wyrównaniu się temperatur

Zadanie 3. Do naczynia zawierającego 3kg wody o temperaturze 17⁰C włożono 0,5 kg cynku ogrzanego do temperatury 100⁰C. Temperatura wody wzrosła do 18,3⁰C. Jakie jest ciepło właściwe cynku? Ciepło właściwe wody równa się 4,19 J/kg*0⁰C

Zadanie 4. Do kalorymetru zawierającego mieszaninę 0,2 kg wody i 0,5 kg lodu wpuszczono 0,03 kg pary wodnej. Jaka będzie temperatura końcowa?

Zadanie 5. Ile ciepła potrzeba, aby 2 kg lodu o temperaturze -20⁰C zamienić w parę o temperaturze 150⁰C.

Gazy

Zadanie 1. Gaz doskonały o objętości 2 l i temperaturze 27 ⁰ C znajduje się pod ciśnieniem 10⁵ Pa. Gaz rozprężając się izobarycznie wykonał pracę 80 J. Oblicz: (a) do jakiej objętości rozprężył się gaz, (b) o ile stopni zmieniła się temperatura gazu.

Zadanie 2. Pewna masa gazu jest zamknięta w stałej objętości w temperaturze 0⁰C i ma ciśnienie 10⁵ Pa. Jakie ciśnienie będzie panować w Temperaturze 91⁰C

Zadanie 3. Dwa mole tlenu poddano przemianie jak na rys. Parametry początkowe p₁ = 10⁵ Pa, V₁ = 0,1 m³. V₂ = 2 V₁ .Oblicz temperaturę końcową tlenu.

V

Hydrostatyka i hydrodynamika

Zadanie 1. W wodzie o gęstości 103 kg/m³ pływa korek o gęstości 700 kg/m³. Oblicz stosunek części zanurzone do wynurzonej.

Zadanie 2. Oblicz, z jakim przyspieszeniem wypływa z wody kulka o gęstości 0,8 *10³ kg/m³, jeżeli opory pomijamy.

Zadanie 3. Z jaką prędkością wypływa woda z otworu zrobionego w dnie słoja, jeżeli wysokość poziomu wody, od dna słoja, wynosi 0,4m.

Zadanie 4. Oblicz, z jaką prędkością wypływa woda z igły strzykawki, której pole powierzchni przekroju otworu wynosi 0,5 mm², jeżeli tłok o polu powierzchni przekroju 1 cm2 przemieszcza się z prędkością 2 cm/s.

Energia mechaniczna a ciepło

Zadanie 1. Jaką prędkość powinien posiadać pocisk ołowiany, aby się stopił w wyniku uderzenia o skałę , jeżeli w chwili uderzenia miał temperaturę t0=30 ⁰C (ciepło właściwe ołowiu c=130 J/kg⋅K, ciepło topnienia l=0.2⋅105 J/kg, a temperatura topnienia t_t=330 ⁰C)?

Zadanie 2. Oblicz, jaką pracę wykona 0,5 mola gazu doskonałego rozprężając się izobarycznie, jeżeli zmiana temperatury wynosiła 10⁰K.

Zadanie 3. Podczas piłowania stalowego klocka o masie 2 kg wykonano nad nim 12 kJ pracy. Ile ciepła powinniśmy odebrać, aby temperatura klocka wzrosła tylko 10K. Zakładamy, że cała praca zamieniła się na energię wewnętrzną. Ciepło właściwe stali wynosi 455 J/kg*⁰C

II zasada termodynamiki

Zadanie 1. Doskonały silnik cieplny, pracujący według cyklu Carnota, wykonuje podczas jednego cyklu pracę 7.35⋅10⁴ J. Temperatura grzejnika wynosi 100 ⁰C, a temperatura chłodnicy 0 ⁰C. Znaleźć : (a) sprawność silnika, (b) ilość ciepła pobranego przez silnik od grzejnika podczas jednego cyklu, (c) ilość ciepła oddanego chłodnicy podczas obiegu jednego cyklu.

Zadanie 2. Silnik cieplny pobiera z grzejnicy 16 kJ ciepła i z tego ¾ oddaje do chłodnicy. Oblicz pracę tego silnika i jego sprawność.

Zadanie 3. Silnik Carnota ma chłodnicę o temperaturze 400 K, a grzejnicę o temperaturze o *T = 200 K wyżej. Jaka jest sprawność tego silnika.

Zadanie 4. Silnik Carnota otrzymuje ciepło ze spalania 100 kg paliwa o cieple spalania 1,5 106 J/kg. Oddaje natomiast ciepło w temperaturze topnienia lodu, topiąc 120 kg lodu. Oblicz temperaturę grzejnicy

P₁

V₂

V₁

---