Вода падает с высоты 1200 м. На сколько увеличится внутренняя энергия каждого кубического воды при ее падении, если на нагревание воды затрачивается 60% работы силы тяжести?

26 Апр 2019 в 19:49
131 +1
0
Ответы
1

Для решения этой задачи используем закон сохранения энергии. Работа силы тяжести, совершаемая над кубическим метром воды при его падении на высоту H, равна потенциальной энергии воды и равна увеличению ее внутренней энергии.

Работа силы тяжести:
(A = mgh ),

где
m - масса воды,
g - ускорение свободного падения,
h - высота падения.

Масса кубического метра воды равна 1000 кг, ускорение свободного падения g = 9.81 м/с^2, H = 1200 м.

A = mgh = 1000 9.81 1200 = 11 772 000 Дж

60% этой работы будет использовано на нагревание воды, 40% будет увеличением внутренней энергии. Таким образом,
(0.4A = \Delta U ).

Подставляем значение работы силы тяжести:
(0.4 * 11 772 000 = \Delta U ),
(\Delta U = 4 708 800) Дж.

Теперь найдем увеличение внутренней энергии каждого кубического метра воды:
(\Delta U = m \cdot c \cdot \Delta T ),

где c - удельная теплоемкость воды, равная 4200 Дж/(кг·°C).

Можем найти увеличение температуры:
(m = V = 1 м^3 = 1000 кг),

(\Delta T = \frac{\Delta U}{m \cdot c} = \frac{4708800}{1000 \cdot 4200} = 1.12°C).

Итак, внутренняя энергия каждого кубического метра воды увеличится на 1.12°C.

28 Мая 2024 в 17:22
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир