2. ФАзовые переходы. 2.1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ Практическое применение закономериостей фазовых переходов Задача 1. На какую высоту можно было бы поднять груз т 10 кг, если бы удалось полностью использовать энергию, освобождающуюся при остывании 1 л воды от 1 = 100° С до 1 = 20° С? Напиши дано, решение и ответ кратко.
Дано:
- Масса воды \( m = 1 \, \text{кг} \) (1 литр воды).
- Начальная температура воды \( T_1 = 100^\circ C \).
- Конечная температура воды \( T_2 = 20^\circ C \).
- Объем груза \( G = 10 \, \text{кг} \).
Решение:
Вычислим количество теплоты, выделяющейся при охлаждении воды, используя формулу: \[ Q = m \cdot c \cdot (T_1 - T_2) \] где \( c \) — удельная теплоемкость воды, равная примерно \( 4184 \, \text{Дж/(кг·°C)} \).
Подставляем значения: \[ Q = 1 \, \text{кг} \cdot 4184 \, \text{Дж/(кг·°C)} \cdot (100 - 20) = 1 \cdot 4184 \cdot 80 \] \[ Q = 334720 \, \text{Дж} \]
Теперь найдем, на какую высоту \( h \) можно поднять груз массой 10 кг, используя полученную энергию. Для этого используем закон сохранения энергии: \[ Q = G \cdot g \cdot h \] где \( G = 10 \, \text{кг} \), \( g \approx 9.81 \, \text{м/с}^2 \) (ускорение свободного падения).
Это можно переписать как: \[ h = \frac{Q}{G \cdot g} = \frac{334720}{10 \cdot 9.81} \] \[ h \approx \frac{334720}{98.1} \approx 3400 \, \text{м} \]
Ответ: На высоту приблизительно 3400 метров.
