Закон сохранения энергии в механических и тепловых процессах

1. На сколько градусов нагреется кусок меди массой 1 кг, если он упадет с высоты 500 м? Считать, что вся механическая энергия куска меди полностью превращается во внутреннюю. Ответ дать в градусах Цельсия.

2. Сравните температуру воды у основания водопада с ее температурой у его вершины. Высота водопада 60 м. Считать, что вся энергия падающей воды идет на ее нагревание. Ответ дать в градусах Цельсия.

3. В ущелье с высоты 250 м падает камень. Вследствие трения о воздух и удара о землю камень нагревается на 1,5 °С. Определите удельную теплоемкость камня, считая, что 50% энергии камня расходуется на его нагревание. Ответ дать в Дж/(кг·°С).

4. Стальной ударник пневматического молотка массой 1,2 кг во время работы в течение 1,5 мин нагрелся на 20 °С. Полагая, что на нагревание ударника пошло 40 % всей энергии молотка, определите произведенную работу и мощность, развиваемую при этом. Ответ дать в джоулях и ваттах.

5. Ударная часть молота массой 10 т свободно падает с высоты 2,5 м на железную деталь массой 200 кг. Сколько ударов сделал молот, если деталь нагрелась на 20 °С? На нагревание расходуется 30 % энергии молота. Ответ дать в ударах.

6. Два одинаковых медных шара получили одинаковую энергию, в результате чего первый шар нагрелся, оставаясь неподвижным, на 40 °С, а второй приобрел скорость, не нагреваясь. Определить эту скорость. Ответ дать в м/с.

7. Мощность двигателя автомобиля «Жигули» 50 кВт. Каков КПД его двигателя, если при скорости 100 км/ч он потребляет 14 л бензина на 100 км пути? Ответ дать в процентах.

8. Какое количество бензина израсходовали двигатели самолета, пролетевшего расстояние 500 км со средней скоростью 250 км/ч, если средняя мощность его двигателей 2000 кВт? КПД двигателя равен 25 %. Ответ дать в килограммах.

9. Реактивный самолет пролетает со скоростью 900 км/ч путь 1800 км, затрачивая топливо массой 4 т. Мощность двигателя самолета 5900 кВт, его КПД 23 %. Какова удельная теплота сгорания топлива, применяемого самолетом? Ответ дать в Дж/кг.

10. Свинцовая пуля летит со скоростью 300 м/с. На сколько изменится ее температура при внезапной остановке? Считать, что на ее нагревание расходуется 5 % энергии пули. Ответ дать в градусах Цельсия.

11. При выстреле из ствола винтовки пуля массой 9 г приобретает скорость 800 м/с. Определить массу порохового заряда, если КПД выстрела 24 %. Ответ дать в килограммах.

12. Стальной шар, падая свободно, достиг скорости 41 м/с и, ударившись о землю, подскочил на высоту 1,6 м. Определить изменение температуры шара при ударе. Считать, что при соприкосновении с землей изменяется внутренняя энергия только шара. Ответ дать в градусах Цельсия.

13. Междугородный автобус прошел за 2 ч 160 км, развивая при этом мощность 70 кВт. Сколько горючего израсходовал автобус, если КПД его двигателя 25 %? Норма расхода горючего 40 л на 100 км пути. Сколько топлива сэкономил водитель в рейсе? Плотность дизельного топлива 800 кг/м³, удельная теплота сгорания 42 МДж/кг. Ответ дать в литрах.

Сколько горючего израсходовал автобус?

Сколько топлива сэкономил водитель в рейсе?

14. У поверхности воды мальчик выпускает камень, и он опускается на дно пруда на глубину 5 м. Какое количество теплоты выделится при падении камня, если его масса 500 г, а объем 200 см³? Ответ дать в джоулях.