Учебное пособие по физике. Часть II. Молекулярно-кинетическая теория, страница 32

Но вот нагревать воду от комнатной температуры Т до Ткип нам приходится довольно часто. В поезде дальнего следования, например, это делает проводник несколько раз в сутки, готовя чай для пассажиров. Вода может нагреваться и для отопления вагона. Существую несколько систем отопления: электрическая, водяная, комбинативная. В последних двух системах теплоносителем, циркулирующим в системе отопления, является вода. И если в комбинативной системе отопления приходится нагревать при помощи электронагревателя, то в вагоне с водяной системой отопления приходится использовать тепло, выделяющееся при сгорании топлива, например, угля:

Q6=qmT

Здесь q – удельная теплота сгорания топлива: чем она выше, тем больше тепла Q6 выделится при сгорании данной массы топлива mT. Параметр q зависит от природы сжигаемого топлива, и, выбирая тип топлива, можно получать разное количество теплоты Q6. Но зачастую не менее важной характеристикой является скорость сгорания, поскольку на смену сгоревшей порции можно тут же подать новую, увеличивая тем самым общее количество выделяющегося тепла. Для этого топливо приходится предварительно измельчать, доводя до пылеобразного состояния. Подайте в топку не куски угля, а его порошок – и скорость сгорания резко возрастет, так как суммарная площадь поверхности пылинок гораздо больше площади больших кусков. Порошок можно размешать в жидком дизельном топливе, и тогда вполне реальным станет создание автоматизированной системы подачи приготовленной смеси по трубопроводам прямо в топку. Применение подобных систем – путь к экономии дефицитной нефти, продукты перегонки которой сжигаются в различных типах современных двигателей. В последние годы всерьез рассматривается проблема возвращения на железные дороги паровозов, способных по своим техническим параметрам потеснить тепловозы. Правда, это – паровозы нового поколения, по некоторым проектам работающие даже на атомном топливе, и тем не менее – это все те же локомотивы, рабочее тело у которых – пар – нагревается до температуры Т2, значительно более высокой, чем температура кипения Ткип. Для нагрева требуется количество теплоты Q5=c3m(T2-Tкип), которое и сообщается пару сгорающим топливом, в частности, порошкообразным углем.

Рисунок 15 – схема холодильной установки

 

ЗАДАЧИ 1


1 В компрессоре воздух быстро подвергается сильному сжатию. Изменяются ли состав и размеры молекул? Промежутки между молекулами?

2 Если железную деталь поместить в угольный порошок, содержащий углерод, а затем нагреть, то поверхностный слой железа обогатится углеродом (дементация). На чем основан такой способ?

3 Советские ученые разработали методы изготовления деталей из порошков различных материалов. На каком физическом явлении основана порошковая металлургия?

4 Каким способом можно ускорить процесс засолки огурцов? Объясните это явление.

5 В процессе скоростной обработки детали на токарном станке на ее режущей кромке образуется нарост из частиц обрабатываемого материала. Чем это объясняется?

6 Почему твердые  тела сохраняют свою форму? Что больше: объем твердого тела или сумма объемов всех его молекул? Почему? Что общего в характере движения молекул газа, жидкости и твердых тел?

7 Воспользуйтесь таблицей Менделеева и определите молекулярную массу озона (О3) в кг/моль. Чему равна масса одной молекулы озона в единицах СИ?

8 Воспользуйтесь таблицей Менделеева и определите молекулярную массу ацетилена (С2Н2) в кг/моль. Чему равна масса одной молекулы ацетилена в единицах СИ?

9 Масса одного атома водорода равна 1,6*10-27 кг. Зная постоянную Авогадро, вычислите молекулярную массу этого газа.

10Сколько молей содержится в 2 кг водорода? 32 г кислорода?


ЗАДАЧИ 2