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

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.

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,