«Статистикалық физика» бөлімі бойынша есептерді шығарудың ерекше әдістері
жүктеу/скачать 7,03 Kb.
|
|
«Статистикалық физика» бөлімі бойынша есептерді шығарудың ерекше әдістері
Дайындаған: Оңалбаева Аружан Тексерген: Абдрахманов Азамат 1. 00С температурада жылу сыйымдылығы 0,63 кДж/К ыдыста 0,5 л су және 250 г мұз жатыр. 1000С температурада 90 г су буын суға жібергеннен кейін температурасы қандай болады? Берілгені:С1=0,63 кДж/К=0,63∙103Дж/К; V2=0,5 л=5∙10-4 м3; m3=250 г=0,25 кг; m4=90 г=0,09 кг; Тбал3=273 К; Ткон4 = 373 КӨ=? Шешімі.Төрт дене жылу бөлісуге қатысады. Жылуды алған сайын, су қызады; мұз ериді, ал балқыған мұз қызады; ыдыс қызады.Жылуды берген сайын, бу суға конденсацияланып одан кейін суыйды. Жылу берілген соң ыдыста Ө температурасы белгіленеді, осы температураны табу қажет.Белгілейміз Q1=∆U1=С1(Ө-Тбал3) и Q2=∆U2=с2m2(Ө-Тбал3) – жылу мөлшері, су және ыдыс арқылы алынған; Q1+Q2+Q3=Q4.Оған мынау өрнегін қойсақ Q1,Q2,Q3, және Q4: С1(Ө-Тбал3)+с2ρ2V2 (Ө-Тбал3)+m3λ3+с2 m3(Ө-Тбал3)=m4r4+с2m4(Ткон4-Ө), Q3=Σ∆U3=m3λ3 +с3m3(Ө-Тбал3) – Ө температураға дейін қызыған және мұздың балқыған кездегі жылу мөлшері. Жылу балансының теңдеуін құрайық: 2. Суды тез тартып алатын ыдыста,0 0С кішкене көлемде су бар. Қарқынды булануға байланысты су біртіндеп қата бастайды.Осылайша судың қанша бөлігі мұзға айналады? Шешімі. Белгілейтініміз: m – судың бастапқы көлемі m1, m2 – су көлемі, буға және мұзға айналатын. Будың пайда болуына керекті жылу, су қатқан кезде жылу бөлінуі арқылы ғана пайда болады.Бұл жағдайда жылу балансын теңестіру мына түрге келеді Q1=Q2.Мұнда Q1=∆U1=m1λ – судың қатқан кезінде шығатын жылу мөлшері; Q2=∆U2=m2r – судың булануына жұмсалған жылу мөлшері, бұндағы λ – мұз еруінің меншікті жылуы. Бұл өрнектерді жылулық тепе-теңдік теңдеуіне енгізіп, келесі өрнекті аламыз m1λ=m2r, осыдан m2=m1λ/r. Жылу алмасу кезінде судың массасы өзгермейтіндіктен m=m1 + m2 немесе m=m1 + m1λ/r, осыдан 3. Бөлме тоңазытқышында мұзды жасау кезінде, 5 мин ішінде судың температурасы 16-дан 120С-ға дейін төмендеді, тағы 1сағ 55 мин кейін су мұзға айналды. Судың қалаюының меншікті жылуын анықтаңыздар. Берілгені:∆t=5 мин=0,3∙103с; Т1=16°С=289 К; Т2=12°С=285 К; τ=1сағ 55 мин=6,9∙103с. λ - ? Шешуі.Судың салқындауы кезінде оның температурасы бірқалыпты төмендейді деп есептейік, яғни(Т1-Т2)/(Т2-Тқат)=∆t1/∆t2, осыдан ∆t2=(Т2- Тқат)∆ t1(Т1-Т2), Бұндағы ∆t1 және ∆t2 – су температурасының сәйкесінше Т1-ден Т2-ге дейін және Т2-ден Тқат -ге дейін өзгеру уақыты. Онда Осылайша, су температурасының Т1-ден Тқат-ге дейін салқындау үшін қажет уақыт аралығы ∆t3=∆t1+ ∆t2; ∆t3= (0,3∙103+0,9∙103)с=1,2∙103с. Мұз жасауға жұмсалатын толық уақыт t=∆t1+τ; t=(0,3∙103+6,9∙103)с=7,2∙103с Сонда судың мұзға қатаю температурасы кезінде айналуы үшін қажет уақыт аралығы ∆t4=t+ ∆t3; ∆t4=(7,2∙103-1,2∙103)с=6∙103с. Тоңазытқыш судан жылу мөлшерін судың салқындауы кезінде де, судың қатаюы кезінде де алады, және де тоңазытқыш температурасы бұл кезде бірқалыпты көтеріледі. Тоңазытқышта біршама жұлу мөлшерін жұтып, тоңазытқыштың температурасын тұрақты ұстайтын ерекше құрылғы болады. Q~∆T~∆t болғандықтан, онда ∆t3 пен ∆t4 салыстыра отырып, судың қатаюы кезінде бөленетін жылу мөлшері Q2 судың Т1-ден Тқат -ге дейін салқындауы кезінде бөленетін жылу мөлшерінен Q1 бес есе артық деуге болады, яғни Q2=5 Q1, Бұндағы Q1=ст(Т1- Тқат), Q2=λm. Бұл өрнектерді (1) теңдеуіне қойып алатынымыз λm=5ст(Т1- Тқат), осыдан λ=5с(Т1- Тқат); λ=5∙4,19∙103(289-273)Дж/кг=3,35∙105Дж/кг. http://melimde.com жүктеу/скачать 7,03 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|