8.12. Площадь поперечного сечения медного стержня S = 10 см2, длина стержня l = 50 см. Разность температур на концах стержня ΔT = 15 К. Какое количество теплоты Qτ проходит в единицу времени через стержень? Потерями тепла пренебречь.
Решение:
Количество тепла, проходящее за единицу времени через стержень определяется выражением Qτ = ΔT*λ*S/l .
Подставим численные значения и получим результат:
Qτ = 11,7 Дж/с.
Ответ: Qτ = 11,7 Дж/с.
8.11. Один конец железного стержня поддерживается при температуре t1 =100 °С, другой упирается в лед. Длина стержня l = 14 см, площадь поперечного сечения S = 2 см2. Найти количество теплоты Qr, протекающее в единицу времени вдоль стержня. Какая масса m льда растает за время τ = 40 мин? Потерями тепла через стенки пренебречь.
8.12. Площадь поперечного сечения медного стержня S = 10 см2, длина стержня l = 50 см. Разность температур на концах стержня ΔT = 15 К. Какое количество теплоты Qr проходит в единицу времени через стержень? Потерями тепла пренебречь.
8.13. На плите стоит алюминиевая кастрюля диаметром D = 15 см, наполненная водой. Вода кипит, и при этом за время τ = 1 мин образуется масса m = 300 г водяного пара, Найти температуру t внешней поверхности дна кастрюли, если толщина его d = 2 мм. Потерями тепла пренебречь.
8.14. Металлический цилиндрический сосуд радиусом R = 9 см наполнен льдом при температуре t1 = 0°С. Сосуд теплоизолирован слоем пробки толщиной d1 = см. Через какое время τ весь лед, находящийся в сосуде, растает, если температура наружного воздуха t2 = 25°С? Считать, что обмен тепла происходит только через боковую поверхность сосуда средним радиусом R0 = 9,5 см.
8.15. Какую силу F надо приложить к концам стального стержня с площадью поперечного сечения S = 10 см2, чтобы не дать ему расшириться при нагревании от t0 = 0°С до t =30 °C?
8.16. К стальной проволоке радиусом r = 1 мм подвешен груз. Под действием этого груза проволока получила такое же удлинение, как при нагревании на Δt = 20°С. Найти массу m груза.
8.17. Медная проволока натянута горячей при температуре t1 = 150°C между двумя прочными неподвижными стенками. При какой температуре t2, остывая, разорвется проволока? Считать, что закон Гука справедлив вплоть до разрыва проволоки.
8.18. При нагревании некоторого металла от t0 = 0°С до t = 500°C его плотность уменьшается в 1,027 раза. Найти для этого металла коэффициент линейного расширения а, считая его постоянным в данном интервале температур.
8.19. Какую длину l0 должны иметь при температуре t0 = 0°С стальной и медный стерни, чтобы при, любой температуре стальной стержень был длиннее медного на Δl = 5 см?
8.20. На нагревание медной болванки массой m = 1 кг, находящейся при температуре t0 = 0 °С, затрачено количество теплоты Q= 138,2 кДж. Во сколько раз при этом увеличился ее объем? Удельную теплоемкость меди найти по закону Дюлонга и Пти.
Волькенштейн