60 БАЛОВ! Решить 2 задачки
1 - Яку відстань зможе пройти катер зі швидкістю 20 км/год, якщо запас
дизельного палива становить 500 кг? Потужність дизельного
двигуна катера 80кВт,ККД 30%. Питома теплота згоряння
дизельного палива 42 МДж/кг
2 - 2 молі гелію виконали роботу 8,5 кДж, отримавши 14,3 кДж
теплоти. На скільки змінилася внутрішня енергія газу? Знайти зміну
температури гелію.

1)Спочатку розрахуємо енергію, яку може виділити катер з запасу палива:
Енергія = питома теплота згоряння × маса палива = 42 МДж/кг × 500 кг = 21 ГДж

Далі розрахуємо час, який знадобиться катеру для проходження відстані:

Час = Відстань / Швидкість = Відстань / 20 км/год

Тепер можемо визначити потужність, яка необхідна катеру для проходження відстані:

Потужність = Енергія / Час = 21 ГДж / (Відстань / 20 км/год) = (21 ГДж × 3600 с) / (Відстань × 20 км)

З цього випливає, що потужність дизельного двигуна катера дорівнює:

80 кВт = (21 ГДж × 3600 с) / (Відстань × 20 км)

Розв'язавши рівняння, отримуємо:

Відстань = (21 ГДж × 3600 с) / (80 кВт × 20 км) = 94500 км

Отже, катер зможе пройти 94 500 км зі швидкістю 20 км/год при заданих умовах.

2.

За законом збереження енергії, робота, виконана газом, дорівнює зміні його внутрішньої енергії плюс отримана теплота:

W = ΔU + Q,

де W - робота, ΔU - зміна внутрішньої енергії, а Q - отримана теплота.

Підставляючи відомі значення:

8,5 кДж = ΔU + 14,3 кДж

Отже, зміна внутрішньої енергії газу дорівнює:

ΔU = 8,5 кДж - 14,3 кДж = -5,8 кДж

Отримане значення від'ємне, що свідчить про те, що внутрішня енергія газу зменшилась.

Зі зміни внутрішньої енергії можна також знайти зміну температури за формулою:

ΔU = nCvΔT,

де n - кількість молекул газу, Cv - теплоємність застійного газу при постійному об'ємі, а ΔT - зміна температури.

Підставляючи відомі значення:

-5,8 кДж = 2 моль * 12,47 Дж/(моль*К) * ΔT

Отже, зміна температури гелію дорівнює:

ΔT = -5,8 кДж / (2 моль * 12,47 Дж/(моль*К)) = -0,185 К

Отримане значення також від'ємне, що свідчить про зменшення температури газу.