AUXILIA
Pripreme iz fizike
stranica 1 od 3
Republike Austrije 19 Zagreb damir@auxilia.hr
dz_5 TOPLINA, TERMODINAMIKA
1. Električno kuhalo snage 3 kW sadrži 1.5 kg vode na temperaturi 15℃. Specifični toplinski kapacitet vode je 4200 J/kg℃. a.) izračunajte koliku energiju treba primiti voda kako bi njena temperatura narasla na 100℃? b.) koliko vremena treba kuhalu da se zagrije voda do 100℃? 2. Bakrena posuda mase 27 kg sadrži 160 kg vode. Specifični toplinski kapacitet bakra je 390 J/kg K, a vode 4200 J/kg K. Izračunajte koliku toplinu koju treba primiti posuda i voda kako bi njihova temperatura narasla s 15℃ na 45℃? 3. U eksperimentu za određivanje specifičnog toplinskog kapaciteta tekućine, na način da se zagrijava tekućina u termički izoliranom kalorimetru, dobiveni su sljedeći rezultati: • masa praznog bakrenog kalorimetra = 55 g • masa kalorimetra i tekućine u njemu = 143 g • početna temperatura tekućine = 15℃ • konačna temperatura tekućine = 62℃ • dovedena toplina navedenim tvarima = 9340 J Ako je specifični toplinski kapacitet bakra 390 J/kg℃, prema danim podacima, izračunajte specifični toplinski kapacitet tekućine? 4. Izračunajte toplinu koju treba primiti 150 g leda na temperaturi 0℃, kako bismo dobili vodu na 40℃? Specifični toplinski kapacitet vode je 4200 J/kg℃, a specifična latentna toplina taljenja leda je 340 kJ/kg. 5. Električno kuhalo snage 2.5 kW sadrži 2 kg vode. a.) izračunajte kolika je energija potrebna da ispari 1.5 kg vode? b.) u kojem vremenu ispari 1.5 kg vode? c.) Koja pretpostavka je nužna pri rješavanju ovog zadatka? Specifična latentna toplina isparavanja vode je 2.3 MJ/kg.
AUXILIA
Pripreme iz fizike
stranica 2 od 3
Republike Austrije 19 Zagreb damir@auxilia.hr
6. Vodenom parom zagrijavamo neku plastičnu posudu koja sadrži 120 g vode pri 20℃. Zbog toga se temperatura vode povisi na 52℃. Specifični toplinski kapacitet vode je 4200 J/kg℃, i specifična latentna toplina isparavanja vode je 2.3 MJ/kg. Izračunajte: a.) energiju potrebnu da se voda zagrije sa 20℃ na 52℃? b.) masu vodene pare koja je u ovom procesu kondenzirana u vodu? 7. Zrak je zatvoren u cilindru s pomičnim klipom. Najveći volumen koji zauzima plin u cilindru iznosi 0.01 m3 i tada je tlak 100 kPa. Uz pretpostavku da se temperatura plina ne mijenja, izračunajte tlak plina pri 0.002 m3? 8. Pumpa za bicikl (45 cm3) koristi se za pumpanje gume volumena 1500 cm3 u kojoj je početni tlak 110 kPa. a.) izračunajte tlak zraka u gumi nakon jednog “upumpavanja” zraka? b.) izračunajte tlak nakon što 50 puta stisnemo pumpu? 9. Imamo 25 cm3 zraka pri tlaku 103 kPa i temperaturi 20℃. Izračunajte volumen zraka pri 0℃ i tlaku 102 kPa. 10. Posuda sadrži 200 cm3 plina na 120 kPa i temperaturi 15℃. Izračunajte broj molova plina u danom volumenu? 11. 1 mol kisika ima masu 0.032 kg. Izračunajte: a.) gustoću kisika pri 20℃ i tlaku 101 kPa, b.) srednju kvadratičnu brzinu molekula kisika pri toj gustoći i tlaku 12. Izračunajte srednju kinetičku energiju molekula plina pri 20℃ i odgovor izrazite u: a.) džulima - J, b.) elektronvoltima - eV 13. Molarna masa molekula vodika je 0.002 kg/mol. Izračunajte: a.) srednju kinetičku energiju molekula vodika pri 100℃, b.) srednju kvadratičnu brzinu molekula pri danoj temperaturi
AUXILIA
Pripreme iz fizike
stranica 3 od 3
Republike Austrije 19 Zagreb damir@auxilia.hr
14. Izračunajte promjenu unutrašnje energije plina kada se na plinu obavi rad 100 J i: a.) kada plin iz okoline primi 80 J toline, b.) kada plin u okolinu otpusti 80 J topline 15. Auto prijeđe 15 km s litrom benzina pri brzini 30 m/s. Benzin sagorijevanjem otpušta 20 MJ topline po litri. Izlazna snaga auta pri toj brzini je 6 kW. Izračunajte korisnost motora ovog auta? 16. Toplinski stroj djeluje između spremnika na 400 K i 300 K. Stroj daje 40 W, a u okolinu izbacuje 160 W. Izračunajte: a.) toplinu koju svake sekunde prima stroj od spremnika na višoj temperaturi, b.) korisnost ovog toplinskog stroja c.) najveću moguću korisnost koju možemo dobiti pri danim temperaturama spremnika 17. Izračunajte rad plina pri izobarnoj ekspanziji s volumena 2 dm3 na 10 dm3 i tlaku 105 Pa