Przemiany fazowe i właściwości cieplne materii

W kontrolowanym pokazie woda wrze, jej masa maleje, a temperatura pozostaje prawie stała przy włączonym ogrzewaniu. Dokąd trafia doprowadzana energia?

Dalsze części: b) Jakich dodatkowych pomiarów potrzeba do oszacowania ciepła parowania? c) Dlaczego sam ubytek masy też wymaga kontroli?

Na osuszonym zimnym kubku powstają krople, a na drugim kubku o temperaturze pokoju nie. Kubki są szczelne. Jakie wyjaśnienie wspierają te obserwacje?

Dalsze części: b) Jaką informację daje osuszenie obu kubków przed próbą? c) Po co zamienić położenia kubków w powtórzeniu?

Dane modelowe: pręt długości 0,50 m ma α=20·10⁻⁶ K⁻¹. Temperatura wzrosła o 20 K, pręt wydłuża się swobodnie. Oblicz ΔL w mm.

Dalsze części: b) Podaj końcową długość w milimetrach. c) Jaki przyrost dałoby ogrzanie o 40 K w tym samym zakresie modelu?

W modelowych obserwacjach mieszanina pozostaje około 0°C, a ilość lodu maleje. Czy brak wzrostu temperatury dowodzi braku dopływu energii?

Dalsze części: b) Czy po stopieniu ostatniego lodu temperatura musi nadal pozostawać stała? c) Dlaczego czasu trwania plateau nie utożsamiamy od razu z energią topnienia?

Przypisz przemiany: powstanie rosy z pary wodnej, bezpośrednie osadzanie szronu z pary oraz wysychanie mokrej tkaniny w 20°C. Czy ostatni proces wymaga wrzenia?

Dalsze części: b) Czy biała mgiełka nad czajnikiem jest samą gazową parą wodną? c) Dlaczego przewiew zwykle przyspiesza wysychanie, nawet jeśli temperatura tkaniny się nie zwiększa?

Do mieszaniny lodu i wody w równowadze w 0°C dopływa energia. Ciśnienie jest stałe. Dlaczego temperatura pozostaje bliska 0°C, dopóki lód się topi?

Dalsze części: b) Przyjmij ciepło topnienia 334 kJ/kg. Ile lodu może stopić 33,4 kJ dostarczonej energii, gdy lodu jest wystarczająco dużo? c) Co zmienia się w bilansie po stopieniu ostatniego kawałka?

Masa 0,92 kg wody zamarzła. Przyjmij gęstość lodu 920 kg/m³ i wody 1000 kg/m³. Oblicz obie objętości oraz ich różnicę.

Dalsze części: b) O ile procent wzrosła objętość w porównaniu z początkową wodą? c) Jaka część objętości swobodnie pływającego lodu byłaby zanurzona w wodzie o podanej gęstości?

W izotropowym sześcianie każdy bok po ogrzaniu zwiększa się o czynnik 1,002. Oblicz dokładną w tym modelu względną zmianę objętości oraz przybliżenie pierwszego rzędu. Porównaj je w procentach.

Dalsze części: b) Oblicz względny błąd przybliżenia, odnosząc różnicę do dokładniejszej zmiany objętości. c) Jeśli masa nie zmienia się, podaj stosunek gęstości końcowej do początkowej.

Dwa swobodne pręty mają początkowo po 1,0 m. Ich współczynniki α wynoszą 19·10⁻⁶ i 12·10⁻⁶ K⁻¹. Oba ogrzano o 50 K. O ile bardziej wydłuży się pierwszy?

Dalsze części: b) Jaką różnicę końcowych długości otrzymamy przy ogrzaniu obu od stanu początkowego o 100 K? c) Czy pierwszy wynik pozwala bez dalszych danych obliczyć promień wygięcia sklejonego bimetalu?

Otwór w swobodnej izotropowej płytce ma średnicę 20,00 mm. Przyjmij α=20·10⁻⁶ K⁻¹ i równomierne ogrzanie o 100 K. Oblicz zmianę i końcową średnicę otworu.

Dalsze części: b) O jaki ułamek i procent zmienia się pole otworu w modelu dokładnego przemnożenia wymiarów? c) Jaką średnicę miałby otwór po ochłodzeniu od stanu początkowego o 100 K, przy tym samym α?

Pręt ma długość 10 m i współczynnik rozszerzalności liniowej 12·10⁻⁶ K⁻¹. Ogrzano go równomiernie o 50°C bez ograniczenia ruchu końców. Wyznacz wydłużenie w milimetrach.

Dalsze części: b) Jaka jest długość końcowa? c) O ile trzeba ogrzać ten pręt, aby swobodne wydłużenie wyniosło 3 mm, przy tym samym stałym α?

Oblicz energię potrzebną do zamiany 0,20 kg lodu o temperaturze −10°C w wodę o temperaturze 20°C. Przyjmij c_l = 2100 J/(kg·K), c_w = 4200 J/(kg·K), L_t = 334 000 J/kg, topnienie w 0°C i brak strat.

Dalsze części: b) Naszkicuj T(Q), zaznaczając granice trzech etapów. c) Ile czasu potrwa cały proces przy stałej mocy użytecznej 200 W?