Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 7232
2018-04-16 
Вода массы $m = 20 г$ находится при температуре $0^{ \circ} С$ в теплоизолированном цилиндре под невесомым поршнем, площадь которого $S = 410 см^{2}$. Внешнее давление равно нормальному атмосферному. На какую высоту поднимется поршень, если воде сообщить количество тепла $Q = 20,0 кДж$?
Решение:
Часть тепла, используемого для нагревания воды, до температуры кипения
$T = 100^{ \circ} C = 373 K$. Оставшаяся теплота $= Q - mv \Delta T$
($c$ - удельная теплоемкость воды, $\Delta T = 100 K$) используется для создания пара. Если поршень поднимается до высота $h$, тогда объем пара будет $\approx sh$ (пренебрегая водой). Его масса будет $\frac{p_{0}sh }{RT} M$ и теплота испарения будут $\frac{p_{0}sh Mq }{RT}$. К этому нужно добавить работу потраченную на создание насыщенного пара $\approx p_{0}sh$. Таким образом,
$Q - mc \Delta T \approx p_{0} Sh \left ( 1 + \frac{qM}{RT} \right )$ или $h = \frac{Q - mc \Delta T}{p_{0}s \left ( 1 + \frac{qM}{RT} \right ) } = 20 см$
Вода массы $m = 20 г$ находится при температуре $0^{ \circ} С$ в теплоизолированном цилиндре под невесомым поршнем, площадь которого $S = 410 см^{2}$. Внешнее давление равно нормальному атмосферному. На какую высоту поднимется поршень, если воде сообщить количество тепла $Q = 20,0 кДж$?
Решение:
Часть тепла, используемого для нагревания воды, до температуры кипения
$T = 100^{ \circ} C = 373 K$. Оставшаяся теплота $= Q - mv \Delta T$
($c$ - удельная теплоемкость воды, $\Delta T = 100 K$) используется для создания пара. Если поршень поднимается до высота $h$, тогда объем пара будет $\approx sh$ (пренебрегая водой). Его масса будет $\frac{p_{0}sh }{RT} M$ и теплота испарения будут $\frac{p_{0}sh Mq }{RT}$. К этому нужно добавить работу потраченную на создание насыщенного пара $\approx p_{0}sh$. Таким образом,
$Q - mc \Delta T \approx p_{0} Sh \left ( 1 + \frac{qM}{RT} \right )$ или $h = \frac{Q - mc \Delta T}{p_{0}s \left ( 1 + \frac{qM}{RT} \right ) } = 20 см$
