S. O. S Valaki KIDOLGOZNÁ nekem ezeket a 10. osztályos fizika feladatokat? BUKÁS múlik rajta! KÖNYÖRGÖÖM

> „1. Mennyi hő szükséges ahhoz,hogy 5kg-10°C-os jeget teljes egészében megolvasszunk?”

Egyrészt ugye fel kell melegíteni fagypontra, ehhez

Q1 = c*m*ΔT

hő szükséges, ahol m a jég tömege, c pedig a fajhője;

másrészt meg kell olvasztani a jeget, ehhez pedig

Q2 = L*m

hő szükséges, ahol L a jég olvadáshője.

Ez összesen

Q = Q1 + Q2 = c*m*ΔT + L*m = m*(c*ΔT + L) = (5 kg)*(2,100 kJ/(kg*K)*(10 K) + 333,7 kJ/kg) = 1773,5 kJ.

> „2. Mekkora a térfogata 2 mól normál nyomású, 0°C hőmérségletű gáznak? Mekkora lesz a nyomása,ha állandó térfogaton 100°C-ra melegítjük?”

Az ideális gáz állapotegyenlete

p*V = n*R*T,

ahol p a gáz nyomása, V a térfogata, n az anyagmennyisége, R az univerzális gázállandó és T a hőmérséklet. Ebből

V = n*R*T/p = (2 mol)*(8,31 J/(mol*K))*(273,15 K)/(101325 Pa) = 0,0448 m^3 = 44,8 L.

Ugyanezt az állapotegyenletet kell megoldani, csak most p-re, de T megváltozott:

p'*V = n*R*T',

p' = n*R*T'/V = (2 mol)*(8,31 J/(mol*K))*(373,15 K)/(0,0448 m^3) = 138400 Pa.

> „3. Izotermikus tágulás során egy gáz 200J hőmennyiséget vett fel. Mennyi munkát végzett a gáz?”

Mivel izotermikus állapotváltozásnál a gáz belső energiája nem változik, ezért a felvett hője teljes egészében munkavégzésre fordítódik. Így a végzett munka

W = ΔQ = 200 J.

> „Egy 10 literes alumínium kanna áll az 5°C-os garázsban,tele vízzel. Mennyi víz fog kifolyni a kannából,ha kitesszük a napra,ahol 40°C-ra melegszik fel?”

Amikor kitesszük a kannát és a vizet melegedni, akkor a térfogatuk megváltozik. Az alumíniumkanna térfogatváltozása

ΔVkan = Vkan0*βal*ΔT ≈ Vkan0*3*αal*(T1 – T0),

ahol βal az alumínium térfogati hőtágulási együtthatója, Vkan0 a kanna térfogata kezdetben, αal az alumínium lineáris hőtágulási együtthatója, T1 a kinti és T0 a kezdeti, garázsbeli hőmérséklet. A víz térfogatának megváltozása

ΔVvíz = Vvíz0*βvíz*ΔT = Vvíz0*βvíz*(T1 – T0),

ahol βvíz a víz térfogati hőtágulási együtthatója.

Mivel a víz hőtágulása nagyobb, így fog kifolyni belőle, mégpedig annyi, amennyivel jobban nő a térfogata a kanna térfogatánál.

Vkifolyt = ΔVvíz – ΔVkan = Vvíz0*βvíz*(T1 – T0) – 3*Vkan0*αal*(T1 – T0).

Mivel kezdetben a kanna tele van, illetve a hőtágulás során a kanna alakja nem változik, csak a térfogata, ezért Vkan0 = Vvíz0, jelöljük ezt a térfogatot V0-lal. Így a végeredmény

Vkifolyt = Vvíz0*βvíz*(4T1 – T0) – 3*Vkan0*αal*(T1 – T0) = V0*(T1 – T0)*(βvíz – 3*αal) = (10 L)*(40 °C – 5 °C)*(207*10^(–6) 1/°C – 3*23.1*10^(–6) 1/°C) = 0,048 L = 48 mL.

Köszönöm, de elég gyengén állok mostanság fizikából. Most is csak sikerült helyettesítettem az adatokat három képletbe…

(((BTW a 2. b) kérdésre szebb lett volna az a) végeredményét paraméteresen helyettesítenem:

p' = n*R*T'/V = n*R*T'/(n*R*T/p)) = p*T'/T = (101 325 Pa)*(373,15 K)/(273,15 K) = …

Ez amúgy Boyle és Mariotte vagy Gay-Lussac egyik törvénye, szorgalmi, megnézni, hogy pontosan kinek hányadik, de egyszerűbb az ideális gáz állapotegyenletét tudni.)))