На зимней дороге при температуре снега t1 = –12 ºC автомобиль в течение 1 мин
буксует, развивая мощность 13 кВт. Сколько снега растает при буксировании автомобиля, если считать, что вся энергия, выделившаяся при буксировании, идет на нагревание и плавление снега? Удельная теплоёмкость льда с = 2100 Дж/(кг ·ºC), удельная теплота плавления льда λ = 33·104 Дж/кг.
Развернутый ответ
Ответы
Ответ:
≈ 2.2 кг
Объяснение:
Работа, совершенная двигателем за время t рассчитывается по формуле:
A = N*t
N - мощность = 13 кВт = 13000 Вт
t - время, в течение которого совершена эта работа = 1 мин = 60 с
A = 13000*60 = 780000 Дж
Вся эта энергия ушла на нагревание и плавление снега.
Количество теплоты, необходимое для нагревания снега до температуры плавления (0°), равно:
Qн = c*m*(t2−t1) = c*m*(0-(-12)) = 12mc
c - удельная теплоёмкость льда с = 2100 Дж/(кг*ºC)
Qн = 12*2100*m = 25200m
Количество теплоты, необходимое для плавления снега при температуре 0°, равно:
Qп = λ*m
λ - удельная теплота плавления льда = 33*10^4 Дж/кг
Qп = 330000m
Суммарное количество теплоты - это энергия, выделившаяся при работе двигателя:
Qн+Qп = A
Подставляем:
25200m + 330000m = 780000
m = 780000/(25200 + 330000) = 780000/355200 ≈ 2.2 кг