7803160146

12. Ilość ciepła i ciepło właściwe.

Autor zadań od 12.1 do 12.10 - Bogusław Kusz.

12.1.

<ł

W zamkniętej butelce o objętości PV=500cm znajduje się woda mineralna o temperaturze tó= 20°C. Po pewnym czasie słońce ogrzało butelkę do temperatury &=40°C. Oblicz ile energii słonecznej pochłonęła butelka. Dane: masa szkła m_3S=3OOg, ciepło właściwe szkła <^=0,75 kl/(kg K), ciepło właściwe wody e_w=4,18 kl/(kg K), gęstość wody p=lg/cm³.

12.2.

Do styropianowego kubka z herbatą o masie m_ft=100g i temperaturze f_A=80°C wrzucono kostkę lodu o masie mi=20g i temperaturze ti=-5°C. Cała kostka lodu uległa stopieniu. Oblicz temperaturę końcową herbaty przy założeniu, że wymianę ciepła układu z otoczeniem można zaniedbać. Dane: ciepło właściwe wody c_w=4,18 J/(g deg), ciepło właściwe lodu c_wi=2,09 J/(g deg), ciepło topnienia lodu qa =332 J/g.

12.3.

Hartowanie stali polega na szybkim ochłodzeniu rozgrzanego metalu. Po wrzuceniu stali o masie m, =5kg i temperaturze t_s =800°C do wody o masie m_w=20kg i temperaturze t_w =20°C wyparowało 1 % wody. Oblicz temperaturę końcową wody wraz z hartowanym elementem przy założeniu, że wymianę ciepła układu z otoczeniem można zaniedbać. Dane: ciepło właściwe wody c_w=4,18 J/(g deg), ciepło parowania wody =2260 J/g, właściwe stali c_w=0,46 J/(g deg),

12.4.

Oszacuj cenę zagotowania wody o temperaturze fo=15°C w czajniku elektrycznym o mocy P=2000 W i pojemności 1,5 litra. Założenie: wydajność procesu ł/=8Q%, cena prądu elektrycznego za lkWh C=0,leuro.

12.5.

Wentylator chłodzi procesor w komputerze. Wydmuchiwane z szybkością 5=120 1/min powietrze ma temperaturę t_p=35°C. Oszacować moc wydzieloną w procesorze jeśli temperatura powietrza przy wlocie wynosi 20°C. Dane: gęstość powietrzap=l,2 kg/m³, ciepło właściwe powietrza przy stałym ciśnieniu ^=1020 J/(kg K).

12.6.

Oszacować koszt kąpieli pod prysznicem jeśli woda jest podgrzewana z wydajnością 90% przez przepływowy ogrzewacz elektryczny. Założenia: czas kąpieli /=20min, szybkość wypływy wody j=6 1/min, temperatura wody na wejściu podgrzewacza t_w= 16°C, temperatura wody podczas kąpieli &=40°C, cena prądu elektrycznego c_p =0,leuro/kWh, cena wody c_w =leuro/m³, ciepło właściwe wody c_w=4,18 J/(g deg), gęstość wody p=lg/cm³.

12.7.

Dlaczego nie można pospawać za pomocą palnika acetylo-tlenowego pękniętej rury wodociągowej jeśli jest w niej woda?

12.8.

Naszkicować wykres zmian temperatury szklanki gorącej herbaty stojącej w pokoju o temperaturze ok.20°C.