Stała Boltzmanna k=1,38

Stała Boltzmanna k=1,38.10-23 J/K;
liczba Avogadro NA= 6,02.1023 1/mol;
Ciepło właściwe
wody: cw=4200 J/kg.K;
lodu: cL=2100 J/kg.K;
pary wodnej (p=const): cp=1860 J/kg.K
.
.
alkoholu: ca=2400 J/kg K
glinu: cAl= 900 J/kg K;
powietrza
cp=1005 J/kg.K
Ciepło parowania wody: R=2258000 J/kg;
Ciepło topnienia lodu: L= 335000 J/kg
Gęstość wody ρ=1000kg/m3;
Gęstość powietrza (warunki normalne) = 1,29kg/m3
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Uwaga: Do wszystkich poniższych zadań (oprócz pierwszego i ostatniego) narysuj wykresy zależności t(Q)temperatury ciał biorących udział w wymianie ciepła w funkcji ciepła pobranego lub oddanego.
1. Ile wynosi średnia szybkość ruchu postępowego cząsteczek powietrza w temperaturze
200C. Przyjmij średnią masę molową powietrza równą μ=29g/mol. (15,8km/s)
2. Oblicz ilość ciepła potrzebną na doprowadzenie do wrzenia jednego litra wody o
temperaturze 200C przy ciśnieniu normalnym oraz ilość ciepła potrzebną do zamiany tej wody
w parę przy ciśnieniu normalnym.
3. W dobrze izolowanym od otoczenia naczyniu aluminiowym o masie 0,25kg (aluminium =
glin) znajduje się 0,5kg wody i 0,2kg alkoholu o temperaturze 180C. Ile lodu o temperaturze
00C należy wrzucić do naczynia, aby po jego rozpuszczeniu uzyskać temperaturę 120C.
(4,4dag)
4. Kawałek aluminium o masie 0,4kg i temperaturze 3000C wrzucono do naczynia z
alkoholem o temperaturze 200C wskutek czego temperatura alkoholu wzrosła do 500C. Ile
było tego alkoholu? (1,25kg)
5. W zamkniętym, odizolowanym termicznie naczyniu znajduje się 1 kg lodu o temperaturze
00C i 5 litrów powietrza o ciśnieniu normalnym i temperaturze 100C. Jaka masa lodu ulegnie
stopnieniu? (0,19g).
6. Blok lodu o masie 10kg i temperaturze –150C wykorzystano do uzyskania dodatkowej
porcji lodu, polewając go wodą o temperaturze 0 0C. Jaką maksymalną masę lodu można
uzyskać w ten sposób? (0,94kg)
7. Strumień pary wodnej o temperaturze 1000C skierowano na bryłkę lodu o temperaturze 00C
i masie 0,5kg. Ile co najmniej pary wodnej należy zużyć, aby całkowicie roztopić lód?
(0,728kg)
8. Ile ciepła potrzeba do podgrzania i całkowitego wyparowania w temperaturze 1000C wody
o masie 200g i i temperaturze początkowej 200C? (518640J)
9. Do kalorymetru zawierającego 1kg lodu o temperaturze -50C wlano tyle wody o
temperaturze 600C, aby cały lód uległ stopieniu. Oblicz, ile wlano wody.(1,37kg)
10. Z jaką prędkością powinna poruszać się bryłka lodu o temperaturze 0 0C, aby przy
uderzeniu w przeszkodę uległa całkowitemu stopieniu, przy założeniu, że na stopienie zostało
zużyte 40% energii kinetycznej kulki?.(1294m/s).