Strona na telefon

Bilans cieplny

Zadanie

Do wody o masie m1 i temperaturze początkowej t1 wrzucamy rozgrzaną bryłę żelaza o masie m2.

Po wymieszaniu wody ustala się równowaga cieplna - woda i bryła żelaza mają tę samą temperaturę.
Jaka była temperatura ciała wrzuconego do wody?

Rozwiązanie - wynik końcowy - wzór

Do rozwiązania zadania wykorzystamy zasadę zachowania energii dla procesów cieplnych w zamkniętym układzie - bilans cieplny.

Termodynamika

Ważne pojęcia wykorzystywane w zadaniu

Procesy cieplne
temperatura
zmiana temperatury
ciepło
energia
cieplny przepływ energii
ciepło właściwe
bilans ciepła
straty energii
układ izolowany
masa ciała
równowaga cieplna

Zadanie

Do wody o masie m1 i temperaturze początkowej t1 wrzucamy rozgrzaną bryłę żelaza o masie m2.

Po wymieszaniu wody ustala się równowaga cieplna - woda i bryła żelaza mają tę samą temperaturę.

Jaka była temperatura ciała wrzuconego do wody?

Ciepło właściwe wody cw=4200 dżuli na kilogram i stopień Kelwina.

Ciepło właściwe żelaza 450 dżuli na kilogram i stopień Kelwina.

Do obliczeń numerycznych przyjąć wartości
masa wody 10 kg
masa bryły żelaznej 1 kg
temperatura początkowa wody 20 stopni Celsjusza
temperatura końcowa wody i bryły żelaza 25 stopni Celsjusza

Rozwiązanie

1.

Zakładamy, że nie ma strat energii - układ woda-bryła żelaza jest izolowany.

Powrót do TERMODYNAMIKA - SPIS

(26kB) bilans cieplny

2.

Wzór na ilość energii dostarczone do ciała ogrzanego o pewną różnicę temperatur

(27kB) bilans cieplny h3>3.

Energia pobrana przez wodę.
Energia oddana przez bryłę żelaza.

(33kB) bilans cieplny

Powrót do
TERMODYNAMIKA - SPIS

4.

Różnice temperatur zapisujemy używając skali Celsjusza.

(22kB) bilans cieplny

5.

Po podstawieniu i wykonaniu działań algebraicznych.

(31kB) bilans cieplny

6.

Wzór końcowy na temperaturę początkową bryły żelaza w skali Celsjusza.

(13kB) bilans cieplny

7.

Temperatury zapisane w skali Kelwina.

bilans cieplny

8.

Przekształcenia wzoru na temperaturę początkową żelaza.

bilans cieplny

9.Rozwiązanie - wynik końcowy - wzór

Wzór na temperaturę końcową w skali Kelwina i w skali Celsjusza.

bilans cieplny

10.

Zależności między temperaturą wyrażoną w skali Kelwina i skali Celsjusza.

bilans cieplny

11.

Dane liczbowe do zadania

bilans cieplny

12.

Ciepło właściwe wody i żelaza - wartości przybliżone.

bilans cieplny

13.

Podstawienie do wzoru

bilans cieplny

14.

Obliczenia

bilans cieplny

15.

Wynik końcowy

bilans cieplny

16.

Nasze zadanie to idealizacja.
Na ile jest ona przydatna?

Jak jest w praktyce?

Powrót do
TERMODYNAMIKA - SPIS

Wzory z fizyki = wzory potrzebne do rozwiązywania zadań

Praca mechaniczna stałej siły - przykłady obliczeń.

Energia mechaniczna ciała - przykłady wykorzystania zasady zachowania

Energia kinetyczna ciała - przykłady obliczeń

Przykłady obliczania siły dośrodkowej. Zestawy przykładów uwzględniające różne wartości masy ciał, prędkości ruchu po okręgu i promienia tego okręgu.

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

Energia potencjalna grawitacyjna w jednorodnym 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

Rozwiązane zadania z fizyki szkolnej - gimnazjum i szkoły ponadgimnazjalne (licea i technika)

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?

ATOM, Mechanika, OPTYKA, grawitacja, Elektrostatyka, MagnetyzmPrąd elektryczny, Energia,    Szybkość ruchu, Kinematyka,         RUCH PO OKRĘGU,    Dynamika,    Elektromagnetyzm, Rzuty,