224. Przemiany energii i zmiana stanu skupienia

Przemiany energii i zmiana stanu skupienia (zmiana fazy substancji).

Zadanie

Ile czasu potrzeba na stopnienie umieszczonej w termosie bryły lodu o masie m=2 kg i temperaturze t=0°C, przez grzałkę o oporze R=100 omów, pracującą pod napięciem U=230 V.
Ciepło topnienia lodu c=335 kJ/kg.

Zakładamy, że:

Nie ma strat energii (termos jest idealny, cała energia doprowadzona do grzałki powoduje topnienie lodu).

Woda nie ogrzewa się, energia przepływa przez wodę do lodu.

3) Przewody maja oporność zerową - nie w nich strat energii.

4) Oporność grzałki jest stała w czasie pracy (grzałka zaczęła ogrzewać lód z maksymalną stała mocą).

Prawa

Praca prądu elektrycznego równa jest mocy wydzielonej w grzałce razy czas przepływu prądu.

Energia pobrana przez topniejący lód równa jest ciepłu topnienia lodu razy masa lodu (w temperaturze 0 stopni Celsjusza).

Moc prądu wydzielona w grzałce równa jest iloczynowi przyłożonego do grzałki napięcia i natężenia prądu płynącego przez grzałkę.

Natężenie prądu płynącego przez grzałkę równe jest ilorazowi napięcia przyłożonego do grzałki przez oporność grzałki.

Zależności - wzory

(energia - 1)

(2kB) zależności - praca prądu elektrycznego, energia potrzebna do stopienia, prawo Ohma, wzór końcowy - czas ogrzewania

Po podstawieniu danych (oporności grzałki R, napięcia przyłożonego do grzałki U, ciepła topnienia lodu pod normalnym ciśnieniem c, masy lodu m) otrzymamy

(energia - 2)

(5kB) wzór końcowy na czas dostarczania energii, dane, podstawienie i obliczenia, wynik końcowy

Otrzymany wynik mówi, że topnienie lodu w warunkach rzeczywistych nie może trwać krócej - będzie trwało dłużej z uwagi na występujące zawsze straty energii.

Wzory z fizyki = wzory potrzebne do rozwiązywania zadań

Satelita geostacjonarny - jakie warunki musi spełniać satelita, by był stale nad tym samym punktem Ziemi?

Energia potencjalna grawitacyjna w centralnym polu grawitacyjnym

Obliczenie masy Słońca Jak zmierzyć masę Słońca? Jakie dane są do tego potrzebne?

Przemiana adiabatyczna gazu doskonałego

Pierwsza prędkość kosmiczna dla Ziemi. Z jaką prędkością porusza się sztuczny satelita Ziemi?

Obliczenie granicznej długości fali świetlnej wywołującej zjawisko fotoelektryczne w cezie.

Rozwiązane zadania z kinematyki

Wielkości opisujące ruch ciała - przykłady obliczania - przemieszczenie ciała - wektor zmiany położenia ciała.

Obliczanie szybkości średniej ruchu ciała.

Pocisk o masie m grzęźnie w desce po przebyciu odległości d. Przed uderzeniem w deskę pocisk poruszał się prostopadle do deski z prędkością v. Obliczyć siłę F działającą na pocisk w desce. Przyjąć odpowiednie założenia.

Rozwiązanie

Dwa ciała o różnych masach poruszają się z takim samym przyspieszeniem. Ciało m2 ma masę 3 razy większą niż ciało m1. Siła działająca na ciało m2 jest równa 12 N. Jaka siła działa na ciało m1? Warunek - nie obliczać wartości przyspieszenia.

Pomoc z matematyki

Rozwiązane zadania i przykłady z matematyki


Pomoc z historii

Co było powodem olbrzymiego rozkwitu Grecji?