Vjezba Iz Fizike Za 2.c

7/16/2019 Vjezba Iz Fizike Za 2.c

1/6

178 2. TOPLINA. ZADACI

40. Kada metak mase 3g prode kroz karton njegova se brzina smanji sa 400mls na 200mls. Odredite kolikose kineticke energije pretvorilo u toplinsku energiju, pod pretpostavkom da nema drugih pretvorbienergije?R: 180J

41. Projektil brzine 200mls zabije se u zemljani nasip. Ako je specificni toplinski kapacitet materijala izkojeg je nacinjen projektil 460Jlkg.K i ako je pri zaustavljanju 60% pocetne kineticke energije utroenoza zagrijavanje projektila, koliko ce biti povecanje temperature projektila?R: 26 C

42. Tijelo izradeno iz bakra (cbakra=387J/kg-K)ima brzinu 3m1s.Ako se pri zaustavljanju tijela zbog trenja85% kineticke energije tijela pretvori u toplinsku energiju koju apsorbira tijelo, za koliko stupnjevaporaste temperatura tijela?R: 9,9.10-3C43. U zatvorenoj posudi nalazi se 0,5 mola vode. Koliko energije moramo uloiti da vodu zagrijemo od OC

do 100C? (cyode=4200J/kg.K,M(O)= 16g/mol,M(H2)=2g/mol)R: 3780 J44. Na kutiji hrane zapisana je kaloricna vrijednost od 350 Cal (lCal=1 kcal). Kolika je vrijednost hraneiskazana u kW.h?R. 0,407 kW.h45. Na crteu su prikazana dva tijela A i B medusobnopovezana stisnutom oprugom zanemarive mase. Kadse opruga otpusti tijelo A taman se pocinje gibatiulijevo brzinom 4mls. Za koliko se promijenilaenergija opruge?R: 60J

mB=2 kg

46. Komad bakra mase 0,5 kg bacen je u I litru vode temperature 15e. Nakon uspostavljanja toplinskeravnotee temperatura vode iznosi 18e. Specificni toplinski kapacitet bakra iznosi 400 J/kg.K, a vodeiznosi 4200 J/kg.K. Pocetna temperatura bakra bila je:c) 45 C d) 81 C) 19 C b) 34 C

47. Na koje sve nacine dolazi do prijenosa toplinske energije u nekom sredstvu:a) Kondukcijom i radijacijomb) Kondukcijom i konvekcijomc) Konvekcijom i radijacijomd) Konvekcijom, kondukcijom i radijacijome) nita od navedenog

48. Dugacka zatvorena posuda (tu ljac) duljine 1mnapunjena jedjelomicno sacmom (crte). Posuda se okrene 100 puta tako da sacma100 puta padne na dno tuljca. Nakon toga se ustanovi da jetemperatura sacme porasla od 20C na 22e. Koliki je specificnitoplinski kapacitet sacme pod pretpostavkom da se sva mehanickaenergija pretvorila utoplinsku? (g= lOmls2)a) 1000J /kgKb) 500 J/kgKc) 100 J/kgKd) 40 J/kgKe) 400 J/kgK

e) 191C

n

49. Dugacka posuda (tuljac) duljine 1mnapunjena je djelomicno olovnom sacmom specificnog toplinskogkapaciteta 130J/kg.K. Posuda se okrene 100 puta. Nakon toga se ustanovi da je temperatura sacmeporasla od 20C na 25e. Koliko se topline iskazano u % "izgubilo" tj. prelo u okolinu? (g= lOmls2)

I a) 80 % I b)50% I c)65% I d)20% I e)35% I


2/6

2. TOPLINA - ZADACI 179

50. Na istom uredaju zagrijavamo tijelo A i tijelo B. Oba tijela imaju jednaku masu i apsorbiraju jednakukolicinu topline. Ako se pritom tijelu A temperatura povisi za 3e, a tijelu B za 4e koje tijelo ima vecispecificni toplinski kapacitet?

51. U 20 litara vode temperature lOoe ulijemo 10 litara vode temperature 75e. Kolika je temperaturasmjese?R: 31,6e

52. Odredite konacnu temperaturu vode ako 200g vode temperature 95e ulijemo u staklenu cau mase150g, temperature 25e. Pretpostavite da je sustav vode i cae izoliran od okoline. (cvode=4186J/kg-K;Cstakla=840 J/kg. K)R: 89 e

53. Komad metala mase 0,05kg i temperature 2000e ubacimo u plasticnu posudu napunjenu sa 0,4kg vodetemperature 20e. Zbog toga se temperatura vode povisi na 22,4e. Odredite specificni toplinskikapacitet metala, ako zanemarite povecanje temperature plastike. (cvode=4186J/kg.K)

R: 453 J/kg.K54. Komad slitine mase 0,15kg zagrije se na temperaturu 5400e i ubaci u 400g vode temperature lOoe kojase nalazi u kalorimetru od aluminija maSe 200g. Konacna temperatura smjese je 30,5e. Koliki je

specificni toplinski kapacitet slitine? (cvode=4186J/kg.K;,CAl=900J/kg.K)R: 500 J/kg K55. Pitoljem ispucamo srebreni metak brzine 200m/s u drveni zid. Ako se sva kineticka energija metkapretvori u toplinsku energiju za zagrijavanje srebra, za koliko ce se povisiti temperatura metka pri

njegovu zaustavljanju? (Csrebra=34 J/kg-K)R: /';,T= 85,5 e56. Na raspolaganju imamo tri tijela A, B i e izradena od istih materijala i jednakih masa mA=mB =mc.

Temperatura tijela A je Oe. Temperatura tijela B je dva puta via od temperature tijela A, dok jetemperatura tijela e dva puta via od temperature tijela B. Ako sva tri tijela stavimo u kontakt izanemarimo gubitke topline na okolinu, kolika ce biti ravnotena temperatura tih tijela?

a) Oe b)45,5~ c) 400 e C d)364e e)637 e57. Tri tijela A, B i e izradena su od istih materijala. Mase tijela A i B su jednake tj. mA=mB=1kg.Temperatura tijela A je Oe. Temperatura tijela B je dva puta via od temperature tijela A, dok jetemperatura tijela e dva puta nia od temperature tijela A. Ako sva tri tijela stavimo u kontakt izanymarimo gubitke topline na okolinu, kolika bi trebala biti masa tijela e da bi ravnotena temperaturabila OCe?

&l!g b) 2 kg c) 3 kg d) 4 kg e) 5 kg58. Tri tijela A, B i e izradena su od istih materijala. Mase tijela sujednake mA=mB=mC.Temperatura tijela

Aje Oe. Temperatura tijela B je dva puta via od temperature tijela A, dok je temperatura tijela e dvaputa nia od temperature tijela A. Ako sva tri tijela stavimo likontakt i zanemarimo gubitke topline naokolinu, kolika ce biti ravnotena temperatura tih tijela?a) Oe b) 3l8,5e c) 68,25 e d) 45,5 e e) - 45,5 e

59. Dva tijela jednakih masa nacinjena iz istog materijala imaju temperature od 200e i 50oe. Ako ih stavimou kontakt (zanemarite gubitke topline na okolinu) konacna temperatura tijela u e ce biti:

a) 44 =~35 ==c) 15 [ d)70 e) 3060. Metakje ispaljen u komad kita male termicke vodljivosti. Temperatura metka se pri zaustavljanju povisi

za 4 K. Za koliko ce porasti temperatura metka pri zaustavljanju ako metak ima dvostruku brzinu odprijanje?a) 4 K L c)8K J d) 16K ]) 6 K e) 20K

-


3/6

180 2. TOPLINA - ZADACI

61. Dva tijela imaju jednaku temperaturu ako:I. imaju IStukolicinu topline.II. imaju jednaku unutarnju energiju.III. ne postoji prijelaz topline Sjednog tijela na drugo.IV. gube toplinu u jednakim obrocima.Tocno je:

b) samo IV. J c) samo II. i III.. I) samo III. d) sve e) samo I. i II.62. U posudu s litrom vode, temperature 20 e uronimo elektricni grijac snage 700 W. Vodu grijemo dvijeminute. Zanemarimo li gubitke topline na okolinu i posudu za koliko je porasla temperatura vode?

(Cvode= 4200J/kg. K; Pvode=103kg/rn3)R: 20 e63. Elektricni bojler sadri 100 litara vode i ima snagu grijaca 3500W. Za koliko stupnjeva poraste

temperatura vode tijekomjedne minute ako nema gubitaka? (Cvode4200J/kg.K;Pvode103kg/m3)R: 0,5 e64. Elektricni bojler sadri 100 litara vode i ima snagu grijaca 3000W. Mjerenjem je ustanovljeno da jetemperatura vode porasla tijekom jednog sata za 20e. Kolikaje korisnost bojiera? (Cvode4200J/kg.K;

Pvode=103kg/m3)R:78%65. Termocentrala snage 150MW ima stupanj korisnosti 0,5. za zagrijavanje vode u parnim kotlovima

koristi se ugljen specificne topline izgaranja 13MJ/kg. Koliko je ugljena potrebno za rad ove centraletijekomjedne godine?R: 7,3.105t66. Elektricni bojler sadri 100 litara vode i ima snagu grijaca 3000W. Mjerenjem je ustanovljeno da je

temperatura vode porasla tijekom jednog sata za 20e. Koliki se postotak privedene elektricne energijegubi? (Cvode4200J/kg-K; Pvode=103kg/m3)R: 22%

67. a) Kolika bi morala biti snaga grijaca protocnog bojiera ako se pri protoku vode od O,Ilitre u sekunditreba povisiti temperatura vode za 200e? Nema gubitaka na energiji. b) Kolika bi morala biti snagagrijaca protocnog bojiera ako se pri protoku vode od O,llitre u sekundi treba povisiti temperatura vodeza 20oe, ali se pritom gubi 20% privedene energije? (Cvode4200J/kg.K; Pvode=103kg/m3)b)R: a) 8,4 kWb) 1O,5kW

68. Da bismo grijacemsnage 5kW zagrijali 100kg vode za 600e trebamo grijati vodu 1 sat. Koliko sepritom energije izgubi na okolinu? Kolika je izgubljena snaga tijekomjednog sata?R: 7,2.106J;2 kW69. Dva malena tijela A i B jednakih masa stavimo u veliku kolicinu

kipuce vode. Na crteu je prikazan porast temperatura T tih tijelatijekom vremena t. Iz grafamoemo zakljuciti da:a) se tijelo B zagrijava bre.b) je specificni toplinski kapacitet za oba tijelajednak.c) tijelo B ima veci specificni toplinski kapacitet od tijela A.d) tijelo A ima veci specificnitoplinski kapacitet od tijela B.e) da tijela nemaju nikadjednaku temeraturu.

T/oe

t /s

70. Koliko je topline potrebno da se komad leda mase I g na temperaturi -30oe pretvori u paru temperature1200e? (cleda=2090J/kg-K;Lt=3,33.105J/kg; cvode=4190J/kg.K;L;=2,26.106J/kg; cpare=201OJ/kg-K)R: 3,11.103J


4/6

'~

2. TOPLINA. ZADACI 181

71. Specificnitoplinski kapacitet iveje 140J/kg.K, a njezino talite je na temperaturi -39e. Kada se 0,5kgive u cvrstom stanju na temperaturi talita ubaci u aluminijski kalorimetar mase 0,5kg napunjen sa0,57kg vode temperature 20C uspostavi se ravnotea na 16,5aC. Odredite latentnu toplinu taljenja ive(cvode=4190J/kg-K;CAl=900J/kg-K). S ozirom na podatke u zadatku prodiskutirajte izjavu: "iva utermometru se spustila na -40C!"R: 1,2-104J/kg72. Cvrsto tijelo grijemo tako da mu dovodimo odredenu kolicinu topline Q. Ovisnost temperature tijela otoplinskoj energiji prikazana je na grafu ovisnosti temperature t o dovedenoj kolicini topline Q. Za kojiproces se troi najveca kolicina toplinske energije?

a) podizanje temperature cvrstog tijela.b) taljenje.c) podizanje temperature tekucine.d) isparavanjee) zamrzavanje.

tlOC

Q/J73. Koliko topline apsorbira 720g leda na temperaturi -lOC pretvorivi se u vodu temperature 15C?R: ""300 kJ74. Ledu mase 720g i temperature -lOC dovedemo 210kJ topline. to ce se dogoditi i kolika ce bitiravnotena temperatura sustava?R: Imamo smjesu leda i vode i to 590 g vode i 130gleda natemperaturi Oe.75. Kolika se masa pare temperature l30C mora kondenzirati da se 200g vode koja se nalazi u staklenojcai mase 100g zagrije od 20C do 50C? (cvode=4190J/kg-K; Li=2,26.106J/kg; cpare=201OJ/kg.K;

Cstakla 837 J/kg' K)R:10,9 g76. Helij ima veoma nisko vrelite 4,2K i specificnu toplinu isparavanja 2,09.104J/kg. Ak~ u 1kg tekuceghelija na temperaturi vrelita uronimo elektricni grijac snage IOW koliko je vremena potrebno da sav

helij ispari pod pretpostavkom da se sva energija grijaca potroi na isparavanje helija?R: 2,09.103s ""35 min77. Ako se grijac snage IOW uroni u 1kg vode temperature 100C koliko vremena treba da sva voda ispari?R: t ""64 h78. U bakrenom kalorimetru mase 100g nalazi se 200g vode temperature 4e. U kalorimetar zatim ubacimokomad bakra mase 284 g i temperature -50C. Kolika se masa leda nalazi u kalorimetru, ako je:cvode=4186J/kg.K; Cbalaa=89 J/kg.K;Lt=3,336.1Q5J/kg?R: 6,09 g79. Koliku temperaturu treba imati bakreno tijelo mase lOkg da se pri ubacivanju u 1kg vode temperature!OC sva voda zaledi te da ravnotena temperatura smjese bude -lQC? Racunajtesa priblinim

vrijednostima: Cbalaa=400 J/kgK; cv=4200J/kgK; Cleda=2 100J/kgK; Ltaljenja=3,3.1Q5/kgR: -108,25 C80. Kalorimetar sadri 400 grama vode temperature 80C. Zanemarimo specificni toplinski kapacitetkalorimetra. Koliko leda temperature -20C treba staviti u vodu da bi u ravnotenom stanju dobili vodutemperature 40C? (Cleda 2,1.103J/kg K; cvode= 4,18.103J/kg K ;Ltaljenja3,3.1Q5J/kg)

a) 124 g b) 250 g c) 320 g d) 8,1 kg e) 3,2 kg

II ..


5/6


147.Plin komprimiramo izotemmo na tri puta manji volumen, pri cemu iz cilindra "pobjegne" jedna trecinamase plina. Konacni tlak plina je:a) tri puta veci od pocetnog.b) tri puta manji od pocetnog.c) dva puta veci od pocetnog.d) dva puta manji od pocetnog.e) nepromjenjen.

148.Plin se iri izotermno na tri puta veci volumen, pri cemu iz cilindra."pobjegne" dvije trecine mase plina.Konacni tlak plina je:a) tri puta veci od pocetnog.b) devet puta manji od pocetnog.c) dva puta veci od pocetnog.d) tri puta manji od pocetnog.e) nepromjenjen.

149.Za koliko puta se promjeni volumen mjehurica plina koji s dubine 100m ispliva na povrinu vode ako jeatmosferski tlak 105 Pa, dok temperatura vode na dubini od 100 m iznosi 2DC, a pri povrini jetemperatura 27 DC.(Gustoca vodeje 103kg/m3,g =10mJs2)

a) 12 puta b) 11 puta c) 10 puta d) 9 'puta e) 8 puta150.Mjehuric zraka u jezeru ima na dubini 43,5m volumen 1cm3.Ako je temperatura na toj dubini 5,5DC,a

pri vrhu 21DC,koliki ce biti volumenmjehurica neposredno prije izranjanja?R:5,5cm3151.Ako pluca ronioca imaju kapacitet 5,5 litara kada se nalazi lOm ispod razine vode, za koliki ce diovolumena pluca ekspandirati kada brzo izroni na povrinu? Temperatura je stalna. Koje su moguceposljedice?R: V2=11litara, dakle 2 puta. Smrt!152:6vije posude spojene su kao na slici i odvojene zatvorenim/ ventilom. U manjoj posudi volumena 4 litre je plin podtlakom 2.105Pa, a u vecoj volumena 6 litara tlak je 105Pa.Koliki ce biti tlakovi u posudi ako ventil polagano otvorimo?Smatrajte da je promjena izotermna.R: 1,4.105Pa153.Najnii tlak koji moemo postici tehnikom vakumiranja iznosi 1O-12Pa.Koliko molekula zraka se nalazi

u 1cm3pri tom tlaku akoje temperatura ODC?(NA=6,022.1023mol-l)R: 265 molekula po cm3154.U kuci volumena 800m3 nalazi se zrak: a) Kolikaje masa zraka u kuci pri temperaturi 27DCi tlaku od

105Pa? b) Kolika masa zraka ce uci ili izaci iz kuce ako tlak ostane jednak, a temperatura se snizi naODC?(Mzraka=28g/mol)R: a) 898 kg b) Uci ce 89kg155.ldeaJni plin podvrgnut je krunom procesu prikazanomp, T grafom. Nacrtajte taj proces u p,Vgrafu? pl P

;J/~7C./'" TIK.. Ii


6/6

_.1


~ staklenoj cjevcici, ciji je jedan kraj zataljen a drugi, otvoren, nalazi se odredena kolicina zraka (slika).Cjevcica je uronjena u posudu u kojoj se nalazi iva.Kadaje duljina cjevcice iznad ive 13cm iva u posudi iu cjevcici je na istoj razini. Kolika ce biti visina stupcaive x iznad razine u posudi-kada se cjevcica izvuce izive za jo 12cm? Atmosferski tlak je 105pa, a gustocaive p= 13,6'103kg/m3. Smatrajte da je promjenaizotermna.

R: x = 9,9cm162.Proces povecanja tlaka p idealnog plina zatvorenog u cilindru od 1do 2 prikazan je p, T grafom. Kako se mijenja gustoca plina u tomprocesu?

c.. ~) rasteb) smanjuje sec) ne mijenja sed) ne moe se odreditie) ovisi o vrsti plina

T/K

163.Kolikaje promjena kolicine gibanja cestice idealnog plina pri sudaru sa stijenkom posude?

164.Idalni plin nalazi se na temperaturi 300 K. Ako je molna masa plina 4 g/mol kolika je efektivna brzinamolekule plina?R: 1368m/s165.Pokaite da se efektivna brzina (ili srednja kvadraticna brzina) po molekuli idealnog plina moe iskazati. d d V b ~3RTe na z om: Vef= ~.166.Posuda sadri 2 mola helija temperature 20C. Molna masa helija iznosi 4.1O-3kg.mol-l. Ako smatramoda se helij ponaa kao idealni plin odredite:a) Srednju kineticku energiju cestice helija.b) Ukupnu unutarnju energiju sustava.c) Efektivnu brzinu cestice helija.R: a) 6,1.10-21J b) 7,3 kJ c) 1351 m/s167.Posuda sadri 10 litarajednoatomnog idealnog plina mase 0,02kg, temperature 50C, tlaka 3.105Pa.a) Koliko molova plina sadri posuda?b) Kolikaje efektivna brzinamolekule plina?R: a) 1,12mola b) 671 m/s

168.Pet cestica idealnog plina helija ima brzine iskazane um/s: 500, 600, 700, 800, 900. Izracunajte: a)srednju brzinu b) efektivnu brzinu po cestici. c) temperaturu plina ako je molna masa plina 4g/mol?R: a) 700 m/s b) 714 m/s c) ==83,5K169.Izracunajte srednju kineticku energiju translacijskog gibanja plemenitog plina argona 40Ar i efektivnu

brzinu cestice plina na temperaturi 27C.R: 6,21.10-21J; 432 m/s170.Kolika je unutarnja energija jednog mola idealnog plina na temperaturi 300 K?R:3714J171.Na kojoj temperaturi je efektivna brzina molekula duika jednaka efektivnoj brzini molekula vodika kojesu na temperaturi OC?Molne mase: M(N2)=28,01g/mol iM(H2)=2,02g/molR: 3510 C

Documents

Vjezba Iz Fizike Za 2.c