112. На яку висоту можна було б підняти вантаж масою 1 т, якби вдалося використати всю енергію, що виділяється під час охолодження 2 л води від 100°С до 0°С ?
113. Вантаж якої маси можна було б підняти на висоту 50 м, якби вдалося використати всю енергію, що виділяється під час охолодження 1 л води від 50°С до 0°С ?
Ответы
Ответ:
1) 10,5 м
2) Для вирішення цього завдання, ми можемо використати формулу для обчислення роботи, яку можна виконати за допомогою енергії:
Робота (W) = Енергія (Q) = маса (m) * специфічна теплоємність (c) * зміна температури (ΔT)
У нашому випадку, ми знаємо, що маса води дорівнює 1 літру, що відповідає 1000 грамам (м = 1000 г), специфічна теплоємність води (c) дорівнює 4.18 Дж/г·°C, а зміна температури (ΔT) дорівнює 50°C (температура початкова) - 0°C (температура кінцева) = 50°C.
Підставляючи ці значення в формулу, отримуємо:
Q = 1000 г * 4.18 Дж/г·°C * 50°C = 209000 Дж
Отже, енергія, що виділяється під час охолодження 1 л води від 50°C до 0°C, дорівнює 209000 Дж.
Тепер, щоб обчислити масу вантажу, який можна було б підняти на висоту 50 м, використовуючи цю енергію, ми можемо використати формулу для обчислення потенційної енергії:
Потенційна енергія (PE) = маса (m) * прискорення вільного падіння (g) * висота (h)
У нашому випадку, ми знаємо, що висота (h) дорівнює 50 м, а прискорення вільного падіння (g) дорівнює приблизно 9.8 м/с².
Підставляючи ці значення в формулу, отримуємо:
PE = m * 9.8 м/с² * 50 м
Тепер, щоб знайти масу (m), ми можемо поділити обидві частини рівняння на (9.8 м/с² * 50 м):
m = PE / (9.8 м/с² * 50 м)
Підставляючи значення потенційної енергії (PE), яку ми обчислили раніше, отримуємо:
m = 209000 Дж / (9.8 м/с² * 50 м)
Обчислюючи це вираз, отримуємо:
m ≈ 426.53 кг
Отже, вантаж масою приблизно 426.53 кг можна було б підняти на висоту 50 м, якби вдалося використати всю енергію, що виділяється під час охолодження 1 л води від 50°C до 0°C.