Урок 176. Задачи на уравнение теплового баланса

• Обсуждение задач на уравнение теплового баланса.  

• Домашнее задание по задачнику Кирика для 10 класса.  

• Расписание уроков: задачи, контрольная работа, лекционный урок.  

• Условия задачи: тело, нагретое до 100°C, опущено в воду с температурой 10°C.  

• После установления температуры 40°C, в воду опускают еще одно тело, нагретое до 100°C.  

• Вопрос: какая будет температура воды после опускания второго тела?  

• Создание рисунков для лучшего понимания задачи.  

• Упрощение задачи: рассмотрение случая, когда оба тела опущены одновременно.  

• Использование уравнения теплового баланса для анализа.  

• Уравнение теплового баланса для одного тела.  

• Уравнение теплового баланса для двух тел.  

• Преобразование уравнений для упрощения.  

• Преобразование уравнений для получения одного уравнения с одним неизвестным.  

• Решение уравнения с использованием алгебры.  

• Вычисление температуры воды после опускания второго тела.  

• Обсуждение домашней задачи с горячими шариками.  

• Переход к следующей задаче №5 высокого уровня из задачника Кирика.  

• Электрический кипятильник мощностью 350 Вт не может нагреть 600 г воды до кипения.  

• После выключения кипятильника температура воды понизится через 15 секунд.  

• Мощность теплопотерь равна мощности кипятильника при достигнутой температуре.  

• Мощность теплопотерь равна количеству теплоты, отдаваемому водой в единицу времени.  

• Количество теплоты, отданное водой, равно произведению массы воды на изменение температуры.  

• Дельта Т = -350 Вт * 15 с / 4200 Дж/кг * 0.6 кг = -2.1°C.  

• В смесь из 5 кг воды и 3 кг льда впустили 0.2 кг водяного пара при 100°C.  

• Возможные исходы: лед частично растает, весь лед растает, вода закипит.  

• Для растопления льда требуется 990 кДж, для конденсации пара и охлаждения воды до 0°C - 544 кДж.  

• При конденсации пара выделяется 544 кДж, что недостаточно для растопления льда.  

• Температура установится на уровне 0°C.  

• Можно рассчитать количество воды и льда, но для этого нужно больше времени.