Zbirka zadataka iz fizike

Zbirka zadataka iz fizike Mr V. Drinčić
zakona održanja energije je Qh Qz
, gde je ΔQh – toplota koju otpusti voda na višoj
temperaturi mase m1, a ΔQz – toplota koju primi voda niže temperature mase m2. Kako je ΔQh =
m1c(t1 - t), a ΔQz = m2c(t – t2), gde je t temperatura toplotne ravnoteže, to je
m1t1
m2t2
0,
2
80 0,
410
m1c(t1 - t) = m2c(t – t2), odakle je t
C
33,
33C.
m m 0,
2 0,
4
9.13. Koliku količinu toplote treba utrošiti da led mase
m = 10 kg i temperature t = -10˚C, prevedemo u vodenu paru,
temperature t2 = 110˚C? Specifične toplote leda, vode i pare
su:
cL = 2120
J
, cV = 4186
J
, cp = 2010
J
, dok su
kgC
kgK
kgK
latentne toplote topljenja leda i isparavanja vode:
qt = 3,37·10 5
kg J , qi = 2,26 MJ .
kg
1
Da bi se led preveo u paru temperature t2 potrebna je količina toplote koja iznosi
Kako su
ΔQ = ΔQz1 + ΔQt + ΔQz2 + ΔQi + ΔQz3 gde su:
ΔQz1 –toplota potrebna za zagrevanje leda do tačke topljenja t0 = 0˚C;
ΔQt – toplota topljenja leda;
2
ΔQz2 – toplota potrebna za zagrevanje vode, nastale od leda, do temperature t =100˚C;
ΔQi – toplota isparavanja vode na 100˚C;
ΔQz3 – toplota potrebna za zagrevanje pare do temperature t2.
ΔQz1 = m ·cL (t0 – t); ΔQt = m · qt; ΔQz2 = mcv(t1 – t0); ΔQi = m ·qi; ΔQz3 = m · cp (t2 – t1), to je
ΔQ = m[cL (t0 – t)+ qt + cv (t1 – t0)+ qi + cp(t2 – t1)], odnosno
ΔQ = 10 ·[2120·(0 + 10)+3,371·0 5 + 4186 · (100 - 0) + 2,26·10 6 + 2010 ·(110 – 100)] J
ΔQ = 30,57 MJ
9.14. Koliko toplote pređe na okolinu kada se 10 g vodene pare, temperature 100˚C, prevede u
led, temperature -5˚C? Latentna toplota kondezovanja vodene pare na 100˚C je qi = 22,6·10 5 J
,
kg
specifična toplota vode je cV = 4,19·10 3 J
, a leda cL = 2,1·10
kgK
3 J
, dok je latentna toplota
kgK
mržnjenja vode na 0˚C, qt = 3,3·10 5 J
.
kg
(ΔQ = 3,02 ·10 4 J)
10. Električna struja
10.1. Kroz bakarni provodnik prečnika d = 1 mm protiče struja jačine I = 4 A. Broj slobodnih
elektrona u 1 cm 3 iznosi 8,510 22 , a naelektrisanje elektrona je e = 1,610 -19 C. Izračunati:
a) srednju brzinu elektrona u provodniku ;
b) gustinu električne struje u provodniku.
10.58