Példák problémák megoldása „fejezetében termodinamika”
Tegyük fel, hogy a legyeket áll teljes egészében a víz.
Ha legyek ugyanaz, és ha az ütés teljesen rugalmatlan, nyilvánvaló, hogy a kinetikus energia birtokában a legyek, megy a fűtés és a párolgás folyadékok, felforraljuk.
Így, az energia leíró egyenlet ez a folyamat a következő: a kinetikus energia, amely két legyek, az a hőmennyiség, hogy megy fűtés és elpárologtatás az összes vizet, amelyből készültek:
ahol c - fajhője a víz, R - az adott hő párologtatás vizet.
Mi átalakítani és kap:
Látjuk, hogy az arány nem függ a tömege legyek, és csak attól függ, az adott hő, a specifikus párolgási hője a folyadék, amelyből azok állnak (víz) és a hőmérséklet-változás. Nyilvánvaló, hogy a végső hőmérséklet 100 fok az egyenletben, a kezdeti hőmérsékletet, akkor válasszuk magukat, így például 20 vagy 30 fok. Az érték a konstansok megtalálható a táblázatban.
Megvitatni ezt a problémát egy minőségi szintet, akkor lehet, hogy a következő érveket.
A levegőt melegítik, az átlagos kinetikus energiája a molekulák növekszik. Ezért egyre nagyobb a belső energiája a szoba levegőjét. Ismerve a hőmérséklet-változás, ki tudjuk számítani a változás az átlagos kinetikus energia a molekulák. Ismerve a helyiség térfogata, ki tudjuk számítani a molekulák száma, és válaszoljon a kérdésre.
De jön a nappaliban. Ez egy rés, amelyen keresztül levegő tud menekülni. Úgy látszik, a szoba nem szigetelt, és az energia nem fogyasztott fűtés a levegő a szobában, és a fűtés az utcákon. Hogyan kell figyelembe venni az energiaveszteség nem nagyon világos. De nyilvánvaló, hogy a nappaliban, a belső energia nem változik az értéke megegyezik a zárt és hőszigetelt szoba hőmérséklet-emelkedés, ami benne van.
Hogyan lehet megoldani a problémát?
Tegyük fel az egyszerűség kedvéért, a levegő a szobában egy egyértékű ideális gáz.
Igyekszünk válaszolni a kérdésre: melyik része az energiát az akkumulátor elveszett? Alapján a formai okok miatt, a belső energia egy egyatomos ideális gázzal alábbi képlettel számítottuk ki: m - levegő tömege a szobában, ji - a móltömegének, T - abszolút hőmérséklet.
Írunk a levegő a szobában, az egyenlet Mengyelejev-Clapeyron egyenlet:
Nézzük megoldani az egyenletet adatok együtt. kapjuk:
Ha a szoba nem zárt, a gáz nyomása az ott nem változik a hőmérséklet növelésével és a légköri nyomást.
Állandó nyomáson és térfogata, a belső energia a levegő a szobában, állandó marad.
Mi jött egy furcsa eredmény, amelyet akkor kapnánk más módon: Q = Δ U = c V m Δ T. u = c V mT.
Termék a tömeg és hőmérséklet-változás is megtalálható a következő képlettel a Mendeleev-Clapeyron egyenlet:
Hogy javítsa a cseppecskék meleg hőmérsékleten.
Így felmelegedett, akkor kell, hogy fordítsuk energiát. A felszabaduló energia van a torkolatánál a cseppeket.
Ahol is az energia lehet oldani? Mi változik az a csepp állapotban egyesítése során?
Egy nagy csepp a sok kis cseppek különböző terület felszínén.
A terület összefüggő felületi energiával. Megváltoztatásával a felületi energia hőt termel, amely bekerül a fűtés a cseppeket.
Írunk az energia egyenlet: Δ U = Q, ahol Q - hőmennyiség szabadul fel, amikor összevonása csepp.
A változás a felületi energia: Δ U = σΔ S.
ahol σ - higany felületi feszültség együttható.
A hőmennyiség fűtéséhez szükséges higany egyenesen arányos a tömegét és a hőmérséklet változására.
Q = cm Δ T., ahol: s - fajhője higany.
A felület egy nagy csepp összege kisebb, mint a felülete kisebb cseppek. Ennélfogva, Δ S egyenlő a különbség a felület egy kis cseppek s. szorozva a cseppek száma és a nagy csepp területen S. Δ S = ns - S.
Ha feltételezzük, hogy egy csepp higany van egy gömb alakú, a terület a kis csepp egyenlő: s = 4π R3.
és nagy csepp nagysága: S = 4π R3.
dobja tömeg fejezhető ki a sűrűsége az anyag, ebben az esetben a higany, és annak oltalmi körét. Van információkat egy kis csepp. Ezért tudjuk kifejezni a tömege vagy térfogata kis cseppek révén v és a cseppek száma, vagy a mennyisége nagy cseppek V. m = ρ V = ρ Nv.
Ha a csepp gömb alakú, akkor annak térfogata:
Felmerül a kérdés, hogy van-e elég egyenletek megoldani a problémát? Ha helyettesíteni az értékeket a megfelelő mennyiségeket az eredeti egyenletbe, megkapjuk egyenletek lesz ismeretlen mennyiségeket - a hőmérséklet és a sugár nagy cseppek. Ezért meg kell írni egy egyenletet.
Ha tudnánk dobni egy nagy tartományban során kis sugara csökken, a probléma kiderült, hogy praktikus megoldás. Rendeljen csepp sugara tudjuk alapján a következő szempontokra:
Azt, hogy vágások és kap:
akkor lehet, hogy további helyettesítések függetlenül.