Рассчитать какое кол-во теплоты потребуется для того, чтобы нагреть 20 кг олова от 10 до 100 градусов

Нагреваем:

Q1 = cmt

c — удельная тепломкость ( 2500 Дж / кг)
m — масса ( 30 г = 0,03 кг)
t — разности температур ( 78 С ( так как надо нагреть до кипения) — 28 С = 50 С)

Q1 = 2500 * 0,03 * 50 = 3750 Дж

Испаряем:

Q = L * m

L — удельная теплота парообразования ( 906000 Дж / кг)

m- масса (0,03 кг )

Q2 = 906000 * 0,03 = 27180 Дж

Q общая = Q1 + Q2 = 27180 + 3750 = 30930 Дж = 30,93 кДж

Q=cm(t-t), где с=2,39 кДж/(кг С)удельная теплоемкость спирта, m=0,03 кг

Q=2,390,03(100-28)=5,1624 кДж

Количество теплоты, поглощаемое при кипении

Q=Lm, где L=840 кДж/кг — удельная теплота парообразования

Q=8400,03=25,2 кДж

Итого 5,1624+25,2=30,3624 кДж

Чтобы тело двигалось по окружности на него должно действовать центростремительное ускорение. Величина этого ускорения определяется выражением a = V²/R; здесь V – круговая (линейная) скорость движения тела, м/с; R – радиус окружности, м.  Первая космическая скорость это такая минимальная скорость, при которой тело может вращаться вокруг планеты по круговой орбите сколь угодно долго не падая на планету (конечно, при отсутствии сил, тормозящих тело). При движении  тела на высоте h центростремительным ускорением является ускорение свободного падения на этой высоте. Поскольку в соответствии с Законом Всемирного тяготения сила взаимодействия между телами обратно пропорциональна квадрату расстояния между этими телами, то и ускорение сводного падения на различных высотах будет соответствовать этому закону. Таким образом, ускорение свободного падения на поверхности планеты (gп) будет больше ускорения свободного падения (gh) на высоте h во столько же раз, во сколько квадрат расстояния от этого тела до центра планеты (R + h ) больше квадрата радиуса  планеты (R). Т.е. gп/gh = {(R + h )/R}². Отсюда gh = gп*{R/(R+h)}². Поскольку при  движении тела на высоте h центростремительным ускорением будет являться ускорение свободного падения на этой же высоте, то можно записать уравнение gh = V²/(R+h). Или gп*{R/(R+h)}² = V²/(R+h). Отсюда V = R*√{gп/(R + h)}.

 В конце хочу немного пояснить первую космическую скорость. Мое определение этой скорости, данное выше, «притянуто» к условию задачи и является не совсем корректным. Строго говоря,  первая космическая скорость это такая минимальная скорость, которую необходимо сообщить телу, находящемуся на планете, что бы вывести это тело на круговую, стационарную орбиту вокруг планеты.  Таким образом, первая космическая скорость не зависит от высоты полета. А зависит только от ускорения свободного падения на поверхности планеты и от радиуса планеты. Скорость, зависящая от высоты полета, называется не первой космической, а орбитальной (или круговой) скоростью на какой-либо высоте полета. Так, например, для Земли можно найти по выведенной выше формуле  первую космическую скорость, если принять h = 0. Тогда V = R*√(gп/R)= 6371000*√(9,81/6371000) = 7905,7 м/с   С такой скоростью движутся вокруг Земли низколетящие спутники на высотах 250 – 500 км. А геостационарные спутники, которые неподвижно «вися» над поверхностью Земли на высоте около 36000 км, совершают полный оборот вокруг Земли за 24 часа, движутся вокруг Земли с орбитальной (круговой) скоростью чуть более 3 км/с.. Но, повторюсь, эта скорость не является первой космической на данной высоте, а является орбитальной или круговой для высоты 36000км..

 

 

Собственно, все уравнения имеют один и тот же вид. Только для вращательного движения вместо силы F используется момент силы M, вместо массы m - момент инерции I, вместо скорости поступательного движения v - угловая скорость w(греческая омега), вместо ускорения а - угловое ускорение е(греческая эпсилон). Следует учитывать, что при поступательном движении скорость и ускорение считаются положительными, если они направлены вдоль оси OX, если против - то отрицательными. При вращательном же движении положительное направление задается по часовой стрелке, отрицательное - против.