2) В сосуд, содержащий 1.5 кг воды при 15 С впускают 200 г водяного пара при 100С. Какая общая температура установится после конденсации пара?
3) Расстояние между пластинами плоского конденсатора увеличили в 3 раз. Во сколько раз изменились заряд и напряжение между пластинами, если конденсатор а) отключили от источника напряжения, б) остался подключенным к источнику постоянного напряжения.
1) При изобарном нагревании: A = P*(V2 - V1) = nR(T2 - T1), где n - количество вещества.
При изобарном охлаждении А = - nR(T1-T2) - работа отрицательная (над газом совершается работа.
2) rm1 + cm1(100-x) = cm2(x-15) - уравнение теплового баланса, r - удельная теплота конденсации(парообразования), м1 - масса пара, м2 - масса воды, с - теплоемкость воды, х - искомая температура.
Отсюда находим х:
\( x=\frac{m1(r+100c)-15cm2}{c(m1+m2)} \)
x = (0,2*27,2*10^5 - 15*4200*1,5) / (4200*1,7) = 63 C
Ответ: 63 С.
3) Емкость плоского конденсатора С = ее0S/d.
Так как расстояние увеличили в 3 раза, емкость С уменьшилась в три раза. По определению емкости:
С = Q/U, где Q - заряд на обкладке, U - напряжение.
а) Если конденсатор отключили от источника напряжения, то заряд его останется неизменным, но так как С уменьшилась в 3 раза - напряжение увеличится в 3 раза.
б) Если конденсатор остался подключенным к источнику, то неизменным осталось напряжение, а заряд - уменьшится в 3 раза.