7486712732

3. Ciepło właściwe i pierwsza zasada termodynamiki

3.1.    Do zaizolowanego naczynia zawierającego V = 0,8 dm³ wody o temperaturze t_wi = 17°C wrzucono kawałek metalu o masie rn_m = 0,25 kg i temperaturze t_mi = 42°C. Po wyrównaniu się temperatury w układzie zmierzona temperatura wody była równa t_k = 17,9°C. Ile wynosi ciepło właściwe metalu? Ciepło właściwe wody przyjąć równe c_w = 4,19kJ/(kg K), a jej gęstość pw = 1 kg/dm³.

3.2.    Do V = 6 dm³ wody o temperaturze t_w = 22°C wrzucono m_s = 0,5 kg srebra o temperaturze t_s = 45°C i nic = 2 kg cynku o temperaturze t_c = 10°C. Obliczyć końcową temperaturę ciał tk, jeżeli straty ciepła do otoczenia wynoszą Q_ot = 2,3 kJ, ciepło właściwe wody c_w = 4,19 kJ/(kg K), ciepło właściwe srebra c_s = 0,234 kJ/(kg K), a ciepło właściwe cynku c_c = 0,385 kJ/(kg K). Gęstość wody przyjąć równą Pw = 1 kg/dm³. (w, r)

3.3.    Zetknięto ze sobą kawałek stali o temperaturze t_si = 800°C i masie m_s = 3,2 kg, kawałek miedzi o temperaturze t_mi = 30°C i masie m_m = 1,78 kg oraz kawałek aluminium o temperaturze tai = 15°C i masie m_a = 15 kg. Po pewnym czasie metale rozłączono i stwierdzono, że stal ma temperaturę t_s2 = 300°C, a miedź t_m2 = 120°C. Obliczyć temperaturę aluminium wiedząc, że ciepła właściwe stali, miedzi i aluminium wynoszą odpowiednio c_s = 0,410 kJ/(kg K), c_m = 0,385 kJ/(kg K) i c_a = 0,879 kJ/(kg K).

3.4.    Termostat utrzymuje temperaturę wody w bojlerze na poziomie t_g = 85°C. Ile litrów wody zimnej o temperaturze t_z = 15°C należy dodać do V = 100 1 wody pobranej z bojlera, aby otrzymać wodę do celów sanitarnych o temperaturze t_k = 40°C.

3.5.    Do zbiornika zawierającego wodę zimną o temperaturze t| = 24°C dolano pewną ilość wody gorącej o temperaturze td = 90°C uzyskując V₂ = 210 1 wody ciepłej o temperaturze t₂ = 42°C. Ile litrów wody początkowo zawierał zbiornik?

3.6.    W zbiorniku zaopatrzonym w grzałkę elektryczną i mieszadło (rys. A3-6) ogrzewany jest pewien produkt spożywczy. Na początku ogrzewania temperatura produktu była równa temperaturze otoczenia t_pi = t_ot = 20°C. Moc cieplna grzałki P = 1,5 kW, moc mechaniczna doprowadzana do mieszadła N_m = 0,5 kW, a straty ciepła na rzecz otoczenia podczas ogrzewania