img003 (5)

XIV. TERMODYNAMIKA

A) Procesy cieplne.

1)    Z wysokości 5 m puszczono swobodnie piłeczkę o masie lOOg na ziemię. Piłka odbiła się i wzniosła na wysokość 3 m. Oblicz stratę energii mechanicznej piłki. Co stało się z tą energią? O ile wzrosła energia wewnętrzna tej piłki?

2)    Pociąg towarowy o masie 3000 t, jadący z prędkością 72 km/h zahamowano za pomocą hamulców. O ile wzrosła energia wewnętrzna hamulców i kół wagonów, o które tarły te hamulce?

3)    Pocisk o masie 10 g lecąc z prędkością 600 m/s, przebił tarczę i wyleciał z niej z prędkością 300m/s. O ile wzrosła energia wewnętrzna tego pocisku i tarczy wskutek ubytku energii kinetycznej pocisku?

4)    Ciało o masie 200 g rzucono pionowo w dół, z wysokości 1 Om, z prędkością 10 m/s. Ciało upadło na Ziemię z prędkością 15 m/s. Ile wynosiła średnia praca sił oporu powietrza i jaki wywołała skutek?

5)    Wagon o masie 10 t, poruszający się z prędkością 4m/s, uderzył w nieruchomy wagon o tej samej masie. Wagony sczepiły się ze sobą i poruszały się dalej z mniejszą prędkością. Ile wynosiła prędkość wagonów po sczepieniu? Jaka część energii kinetycznej zamieniła się w energię wewnętrzną i akustyczną w chwili zderzenia się wagonów.

6)    Co to znaczy , że ciepło właściwe porcelany wynosi 800 J/(kgK)? Ile energii pobierze porcelanowy kubek o masie 0,1 kg, gdy podczas parzenia kawy zmieni swą temperaturę o 80 °C?

7)    W mechanicznej kuźni stalowy młot o masie 250 kg spada z wysokości 2m na żelazną odkuwkę o masie 20 kg. O ile wzrośnie przy uderzeniu temperatura młota i odkuwki?

( ciepło właściwe żelaza c_Fe= 460 J/(kgK)

8)    Wodospad Niagara składa się z dwóch części: Horseshoe Falls o wysokości 48m i American Falls o wysokości 5lm. Oblicz , o ile stopni powinna ogrzać się woda po przepłynięciu przez obie części wodospadu. Energię oddaną do otoczenia należy pominąć. Ciepło właściwe wody wynosi około 4200 J/(kgK).

9)    Kula ołowiana o masie 50g, poruszająca się z prędkością 200m/s uderzyła o stalowy pancerz. Oblicz o ile stopni ogrzeje się ta kula w wyniku zderzenia, jeżeli połowa energii kinetycznej kuli zamieni się na jej energię wewnętrzną. Ciepło właściwe ołowiu wynosi 130 J/(kgK)

10)    Do wanny nalano 250 1 wody o temperaturze 40°C. Oblicz , ile energii należało dostarczyć, aby tę ilość wody ogrzać od temperatury 15°C do 40°C. Ciepło właściwe wody wynosi 4200 J/(kgK).

11)    Ile energii w formie ciepła potrzeba do ogrzania 1 kg wody, a ile do ogrzania lkg lodu aby uzyskać tę sama zmianę ich temperatury? (c i₀d_U=2100 J/(kgK), c _wody=4200J/(kgK)).

12)    Do dwóch izolowanych naczyń zawierających takie same ilości wody wrzucono kulki aluminiową i cynową o takich samych masach, ogrzane do tej samej temperatury. W którym naczyniu woda ogrzeje się bardziej? (c_Ai=900 J/(kgK), c_Sn-220J/(kgK)).