Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

RFpro.ru: Консультации по физике

Подписаться Бесплатная «Серебряная» новостная рассылка . Подписчиков 704 RSS
←   Июль 2020   →
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31


За последние 60 дней ни разу не выходила


Открыта: 14-07-2005

Автор
Калашников О.А.

Статистика

704 подписчиков
0 за неделю
←   Все выпуски   →

RFpro.ru: Консультации по физике


РАССЫЛКИ ПОРТАЛА RFPRO.RU

Лучшие эксперты в разделе

Konstantin Shvetski
Статус: Академик
Рейтинг: 615
∙ повысить рейтинг » 		Алексеев Владимир Николаевич
Статус: Мастер-Эксперт
Рейтинг: 567
∙ повысить рейтинг » 		CradleA
Статус: Профессор
Рейтинг: 33
∙ повысить рейтинг »

∙ Физика

Номер выпуска:2422
Дата выхода:31.07.2020, 12:15
Администратор рассылки:Коцюрбенко Алексей Владимирович (Старший модератор)
Подписчиков / экспертов:172 / 80
Вопросов / ответов:2 / 2

Консультация # 199036: Здравствуйте! У меня возникли сложности с таким вопросом: Удельная теплоемкость неизвестного вещества зависит от температуры линейно, причём известно, что при T1=30 ∘C она равна c1=3 Дж/(г⋅∘C), а при температуре T2=50 ∘C — уже c2=4 Дж/(г⋅∘C). Какое количество теплоты необходимо сообщить 1 кг такого веществ...
Консультация # 199037: Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос: Клин с углом при основании 40∘ движется поступательно со скоростью 2 м/с по горизонтальной поверхности в направлении, перпендикулярном вертикальной стенке (от неё). На наклонной поверхности клина находится брусок, привязанный нерастяжимым тросом к стенке. Трос пе...

Консультация # 199036:

Здравствуйте! У меня возникли сложности с таким вопросом:

Удельная теплоемкость неизвестного вещества зависит от температуры линейно, причём известно, что при T1=30 ∘C она равна c1=3 Дж/(г⋅∘C), а при температуре T2=50 ∘C — уже c2=4 Дж/(г⋅∘C). Какое количество теплоты необходимо сообщить 1 кг такого вещества, чтобы нагреть его от 30 ∘C до 70 ∘C? Ответ запишите в кДж, округлив до целого числа.

Дата отправки: 25.07.2020, 11:50
Вопрос задал: nininik (Посетитель)
Всего ответов: 1
Страница онлайн-консультации »

Консультирует Konstantin Shvetski (Академик):

Здравствуйте, nininik!
Решим-ка мы эту задачку графически smile
Итак,
Дано:
Т1=30ºС
с1=3 Дж/(г*ºС)=3000 Дж/(кг*ºС)
Т2=50ºС
с2=4 Дж/(г*ºС)=4000 Дж/(кг*ºС)
m=1 кг
Т3=70ºС
Найти: Q
Решение:
1. Величина С равная произведению удельной теплоемкости вещества на массу тела называется теплоемкостью тела
С=с*m ....... (1)
Единица измерения теплоемкости тела - Дж/ºC
[C]=Дж/ºС
В данной задаче масса тела не изменяется, а удельная теплоемкость линейно зависит от температуры. Следовательно, теплоемкость тела также линейно зависит от температуры.
2. Построим график С(Т) линейной зависимости теплоемкости тела С от температуры Т.

На рисун ке представлен общий вид графика ("на буквах"). Вы же можете "оцифровать" график, выбрав соответствующий масштаб. (Например, по вертикали: 1 см = 1000 Дж/ºС; по горизонтали: 1 см = 10ºС). Даже так... я вам искренне советую проставить на графике вместо букв соответствующие значения Теплоемкостей и температур. При этом для начала давайте подсчитаем значения С1 и С2. Это не сложно.
В соответствии с формулой (1)
С1=с1*m = 3000 Дж/(кг*ºС)*1кг = 3000 Дж/ºС
С2 (аналогично) = 4000 Дж/ºС
И поскольку мы строили график аккуратно, соблюдая масштаб, то нетрудно заметить, что значение С3= 5000 Дж/ºС (определили по графику).
3. Вспоминаем стандартную программу 8 класса. Количество теплоты переданное телу при нагревании
Q=cm(Т-Т0) .... (2)
Или, с учетом формулы (1)
Q=C(T-T0) ...........(3)
4. В 8 классе удельные теплоемкости веществ были неизменными. И, если бы мы строили аналогичный график для постоянной удельной теплоемкости, мы получили бы горизонтальную прямую. При этом произведение С*(Т3-Т1) численно равнялось бы площади прямоугольника. Но, в соответствии с формулой (3), это же произведение равно полученному количеству теплоты. Следовательно, площадь заштрихованной фигуры под графиком С(Т) есть количество полученной телом теплоты.
5. Здесь же у нас получается не прямоугольник, а трапеция. Значит в нашем случае площадь трапеции будет равна полученной теплоте.
Вспоминаем формулу: площадь трапеции равна полусумме оснований на высоту. У нашей трапеции основания равны С1 и С3, а высота равна (Т3-Т1)
Имеем окончательно:
Q=(1/2)(C1+C3)*(Т3 - Т1)
Подставляем числа, считаем
Q = 160000Дж = 160 кДж
smile Удачи

Консультировал: Konstantin Shvetski (Академик)
Дата отправки: 27.07.2020, 22:43

5
нет комментария
-----
Дата оценки: 28.07.2020, 08:15
Рейтинг ответа:

НЕ одобряю +2 одобряю!

Консультация # 199037:

Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос:

Клин с углом при основании 40∘ движется поступательно со скоростью 2 м/с по горизонтальной поверхности в направлении, перпендикулярном вертикальной стенке (от неё). На наклонной поверхности клина находится брусок, привязанный нерастяжимым тросом к стенке. Трос перекинут через блок на вершине клина (см. рисунок). Найдите скорость бруска.Брусок при движении не отрывается от поверхности клина.

Дата отправки: 25.07.2020, 13:44
Вопрос задал: marina.chernomorec (Посетитель)
Всего ответов: 1
Страница онлайн-консультации »

Консультирует Алексеев Владимир Николаевич (Мастер-Эксперт):

Здравствуйте, marina.chernomorec!
Условие: Угол клина α = 40°, Скорость клина Vk = 2 м/с.
Вычислить скорость Vb бруска.

Решение : По определению Скорость - это Путь, делёный на Время движения. Вычисляем путь, как изменение координат точки М - крепления бруска к нити. На Вашем рисунке я добавил копию смещённого клина с бруском спустя время t после начала движения. Также я добавил систему координат XOY и позиционные обозначения. Рисунок прилагаю ниже.

Координаты точки М (клина) в начале движения обозначим X1 и Y1 .
Зафиксируем длину участка нити OM : OM = √(X12 + Y12) (по теореме Пифагора) .
Участок нити левее точки О (в сторону стены) игнорируем.

За время t клин проехал расстояние OB . Координаты точки М стали X2 и Y2 .
Пус ть длина участка OB равна L .
Тогда длина наклонного участка BM = √[(X2 - L)2 + Y22] - тоже по теореме Пифагора.

Поскольку нить - НЕрастяжимая, то длина её участка OB + BM равна ранее-зафиксированной длине:
L + √[(X2 - L)2 + Y22] = √(X12 + Y12)

Свяжем X и Y-координаты заданным углом α :
Y1 = X1·tg(α)
Y2 = (X2 - L)·tg(α)
Заменим tg(α) короткой буквой k = tg(40°) = 0,839
L + √[(X2 - L)2 + X22·k2] = √(X12 + X12·k2)

Нам же нужна скорость бруска Vb = √[(X2 - X1)2 + (Y2 - Y1)2] / t . Попытаемся связать их :
Vb2 = (X2 - X1)2 + [(X2 - L)·k - X1·k]2 / t2 - слишком сложно решать в такой классически-неподвижной системе координат! Это - не для средних умов!

Тогда решаем в системе координат, связанной с клином.
Пусть клин покоится, а стена удаляется от него влево и тянет нить со скоростью Vk влево.
Тогда наклонная скорость Vn выборки нити ч-з блок тоже равна Vk по величине (не по направлению), поскольку нить - НЕрастяжимая.
Это и есть искомая Скорость бруска, только она выражена в клиновой системе отсчёта.
Для перевода её в земную систему отсчёта надо вектор Vn→ сложить с вектором Vk→ геометрически.
Разложим вектор Vn→ на ортогональные проекции:
Vy = Vn·sin(α) = Vk·sin(40°) = 2·0,643 = 1,286 м/с вверх.
Vx = Vn·cos(α) = Vk·cos(40°) = 2·0,766 = 1,532 м/с влево.

Составляющие искомой Vb : Vby = Vy = 1,286 м/с вверх.
Vbx = Vk - Vx = 2 - 1,532 = 0,468 м/с вправо.
Ответ : скорость бруска Vb = √(Vby2 + Vbx2) = 1,368 м/с вверх-вправо (я показал этот вектор на правом рисунке чертежа).

Не ошибся ли я? Для проверки правильности решения впадаем в 2 крайности:
1)α = 0 (клин плоский). Тогда :
Vy = Vk·sin(0) = 0 , Vx = Vk·cos(90°) = 2·1 = 2 м/с, Vbx = 2 - 2 = 0 - брусок покоится на выезжающем изпод него плоском клине. Так и надо!

2)α = 90° (брусок свисает ч-з блок вместо клина).
В этом случае Vy = Vk·sin(90°) = 2 м/с , Vx = Vk·cos(90°) = 0 , Vbx = 2 - 0 = 2 м/с .
Vb = √(22 + 02) = 2·√2 = 2,83 м/с - брусок участвует в 2х ортогональных движениях, всё логично! Проверка успешна!

Консультировал: Алексеев Владимир Николаевич (Мастер-Эксперт)
Дата отправки: 26.07.2020, 14:28

5
нет комментария
-----
Дата оценки: 26.07.2020, 23:18
Рейтинг ответа:

НЕ одобряю +1 одобряю!

Оценить выпуск | Задать вопрос экспертам

главная страница  |  стать участником  |  получить консультацию
техническая поддержка

Дорогой читатель!
Команда портала RFPRO.RU благодарит Вас за то, что Вы пользуетесь нашими услугами. Вы только что прочли очередной выпуск рассылки. Мы старались. Пожалуйста, оцените его. Если совет помог Вам, если Вам понравился ответ, Вы можете поблагодарить автора - для этого в каждом ответе есть специальные ссылки. Вы можете оставить отзыв о работе портале. Нам очень важно знать Ваше мнение. Вы можете поближе познакомиться с жизнью портала, посетив наш форум, почитав журнал, который издают наши эксперты. Если у Вас есть желание помочь людям, поделиться своими знаниями, Вы можете зарегистрироваться экспертом. Заходите - у нас интересно!
МЫ РАБОТАЕМ ДЛЯ ВАС!
В избранное