Условие задачи:
На сколько температура воды у основания водопада с высотой 20 м больше чем у вершины? Считать, что вся механическая энергия идет на нагревание воды.
Задача №5.3.3 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»
Дано:
\(h=20\) м, \(\Delta t-?\)
Решение задачи:
Рассмотрим произвольную малую массу воды \(m\), которая падает с водопада. Начальная потенциальная энергия этой массы воды перейдёт полностью у основания водопада в кинетическую энергию, которая в свою очередь перейдет во внутреннюю энергию в результате удара. Видно, что промежуточный переход энергии в кинетическую не имеет значения, поэтому закон сохранения энергии (ЗСЭ) запишется в таком виде:
\[mgh = cm\Delta t\]
\[gh = c\Delta t\]
Здесь \(c\) — удельная теплоёмкость воды, равная 4200 Дж/(кг·°C).
Решение этой задачи в общем виде выглядит так:
\[\Delta t = \frac{{gh}}{c}\]
Произведём расчёт ответа:
\[\Delta t = \frac{{10 \cdot 20}}{{4200}} = 0,05^\circ\;C \]
Ответ: 0,05 °C.
Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.
Смотрите также задачи:
5.3.2 Многократное перегибание алюминиевой проволоки массой 2 г нагревает её на 40 C
5.3.4 С какой скоростью должна лететь свинцовая пуля, чтобы при ударе о препятствие
5.3.5 При трении двух тел, теплоёмкости которых по 800 Дж/К, температура через 1 мин
Доброе утро, на сколько градусов ∆t температура воды у подножия водопада выше чем у его вершины высота водопада h=120м. Считать, что на нагрев воды тратится вся ее потенциальная энергия.
Здравствуйте! Приравниваю дельта(U) к дельта(Wk) и к mgh. Но потом расписываю как 3mRдельтаTмю =mgh. 3 — так как вода трехатомная, число степеней свободы 3. Сокращаю массы, выражаю дельтаT, получаю другой численный ответ. В чем не верен с физической точки зрения такой способ решения?
Число степеней свободы 6, отпечатался.
И здесь: 3mRдельтаT/мю=mgh, естественно. Ответ не сходится с учётом всех уточнений.
Нужно рассматривать жидкую воду, а не водяной пар
А где это учили ,что g =10, а не 9,8.
И вообще условие о повышении t воды у основания водопада придуманы .
В земных условиях t понизится за счёт испарения.
Т.е. не надо говорить о водопаде, говорите о свободном падении воды с некой высоты.
В том же самом ЕГЭ для расчетов можно принимать \(g=10\) м/с2.
Насчёт Вашего утверждения о том, что вода у подножия водопада холоднее, чем у вершины, готов спорить. Испарение идёт только с поверхности контакта воды с воздухом, поэтому при текущих данных задачи его даже нельзя оценить. Но мне подсказывает чувство, что оно не сможет перевесить нагрев от падения. Да и как это может сделать школьник? Правильно — никак.
А откуда взялось 10?
Ускорение свободного падения \(g\) можно принимать равным 10 м/с2 (так, например, делают в ЕГЭ)