10 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

При охлаждении стальной детали

Задача 6886 при охлаждении стальной детали массой

УСЛОВИЕ:

при охлаждении стальной детали массой 200 г до температуры 52 выделилось 10 кДж энергии. Чему была равна температура стали до охлаждения?

РЕШЕНИЕ ОТ KseniyaKosobryuhova ✪ ЛУЧШЕЕ РЕШЕНИЕ

Добавил SnezhanaBunyak , просмотры: ☺ 20434 ⌚ 16.02.2016. физика 8-9 класс

Решения пользователей

Написать комментарий

d=-1,4 — разность арифметической прогрессии

a_(n)=a_(1)+d*(n-1) — формула общего члена арифметической прогрессии

двадцатый член арифметической прогрессии
n=20:

a_(20)=a_(1)+d*(20-1)
a_(1)=7,8
a=-1,4
a_(20)=7,8+(-1,4)*(19)=считаем самостоятельно

Найдем сколько положительных членов содержит арифметическая прогрессия.

Так как x^2-10x+26=x^2-10x+25+1=(x-5)^2+1

По условию секущая плоскость делит боковые ребра противоположной грани SED [b]пополам.[/b]

Пусть M- середина SE, N- середина SD.
MN — средняя линия Δ SED.
MN || ED, ED || AB

Cекущая плоскость пересекает плоскость основания по прямой АВ
АВ- след секущей плоскости.

Продолжаем сторону DC до пересечения с прямой АВ в точке L.
Соединяем L c N
Пересечения LN с ребром SC — точка Р.
Аналогично находим точку Q на ребре SF.

Шестиугольник AQMNPB — искомое сечение.

LC=CD
SN=ND ⇒ [b]CN[/b]- средняя линия Δ SLD

В прямоугольном треугольнике SOD
ON — медиана, значит равна половине гипотенузы SD
ON=SN=ND

Δ NOD — равнобедренный ( ON=ND)

NK ⊥ OD, NK — медиана Δ NOD

NK=(1/2)SO
Пусть сторона основания пирамиды равна [b]а[/b].
Тогда ( см. рис. 2)
LB=TA=[b]a[/b]

Сборка с охлаждением охватываемой детали

Способ сборки с охлаждением охватываемой детали имеет ряд преимуществ перед горячей посадкой. Нагрев деталей сложной формы может явиться причиной возникновения температурных напряжений, местных деформаций, снижения твердости и окисления поверхностей деталей. Сборка с применением глубокого холода не имеет таких недостатков. Для охлаждения требуется меньше времени, чем для нагрева. Кроме того, когда охватывающих деталей в узле несколько, а габариты и вес их значительно больше охватываемой, способ сборки с охлаждением оказывается экономичнее. Особенно это проявляется при сборке крупногабаритных узлов, когда запрессовка без применения холода требует мощных прессов или других дорогостоящих технических средств.

Прочность соединений, собранных с охлаждением охватываемой детали, при прочих равных условиях в 2–2,5 раза выше прочности соединений с запрессовкой и на 10–15 % выше, чем при нагреве охватывающей детали.

Если детали соединения имеют на поверхностях сопряжения гальванические покрытия, то при сборке с охлаждением последние обычно не портятся, а прочность соединения возрастает еще больше.

Однако при низких температурах в некоторых марках сталей возможны активные фазовые превращения, в результате которых размеры деталей могут увеличиваться. Это сопровождается заметным ростом натяга, что может быть причиной снижения качества сборки. Поэтому не следует охлаждать стальные детали ниже тех температур, которые необходимы по условиям сборки соединений, а также выдерживать длительное время детали в камере холодильника.

В некоторых случаях рост размеров стальной детали при превращении остаточного аустенита в мартенсит в процессе глубокого охлаждения (до –200 °С) можно использовать для получения неподвижных соединений. Детали соединяют с небольшим зазором и собранный узел охлаждают. В результате в сопряжении возникает натяг.

Охлаждение до –75° С производят при помощи твердой углекислоты (сухого льда), которая расходуется в количестве 18–20 % от веса охлаждаемых деталей. Процесс охлаждения в этом случае длиться от нескольких минут до нескольких часов. Простейшее оборудование, применяемое для этой цели, представляет собой металлический или деревянный ящик с надежной тепловой изоляцией, в который закладывают твердую углекислоту. Охлаждаемые детали помещают внутрь ящика.

Посредством холодильных машин температура охлаждения может быть доведена до –100° С. При необходимости можно получить еще более низкую температуру, применяя для охлаждения деталей жидкий кислород (–180° С), воздух (–190° С) и азот (–200° С). Камера для использования жидкого хладоносителя представляет собой один или два медных цилиндра, в который или между которыми заливают охлаждающую жидкость. Охлаждаемые детали помещают внутрь камеры и закрывают крышкой.

Читать еще:  Предел текучести стали с245

39. Измерение количества теплоты

Сборник задач по физике, Лукашик В.И.

991. Почему нельзя вскипятить ведро воды на спиртовке?
Количество теплоты, передаваемое спиртовке в единицу времени мало. При достижении некоторой температуры оно все будет уходить на повышение внутренней энергии окружающей среды.

992. В одинаковые сосуды с равными массами и равной температурой воды погрузили свинцовый и оловянный шары, у которых одинаковые массы и температуры. Температура воды в сосуде с оловянным шаром повысилась больше, чем в другом сосуде. У какого металла — свинца или олова — удельная теплоемкость больше? Одинаково ли изменилась внутренняя энергия воды в сосудах? Одинаковое ли количество теплоты передали шары воде и сосудам?
Удельная теплоемкость олова выше удельной теплоемкости свинца. Внутренняя энергия воды больше увеличилась в сосуде с оловянным шаром, потому что он передал ей большее количество теплоты.

993. Если прогретые в кипящей воде цилиндры из свинца, олова и стали массой 1 кг поставить на лед, то они охладятся и часть льда под ними растает. Как изменится внутренняя энергия цилиндров? Под каким из цилиндров растает больше льда, под каким — меньше? Какая из лунок (рис. 263) образовалась под свинцовым цилиндром, какая — под стальным?
Внутренняя энергия цилиндров уменьшится за счет теплообмена со льдом. Размер лунок пропорционален удельной теплоемкости тел, левая лунка образовалась под свинцовым цилиндром, средняя — под стальным.

994. Минеральное масло и стальная деталь имеют равные массы. Для закалки стали горячую деталь погрузили в масло. При этом температура масла изменилась меньше, чем температура детали. Какое вещество имеет большую удельную теплоемкость: сталь или масло? Ответ обоснуйте.
Большую удельную теплоемкость имеет масло, т.к. теплоемкость обратно пропорциональна температуре при постоянном количестве теплоты, полученным или отданным телом.

995. Кубики, изготовленные из меди, стали и алюминия, массами 1 кг каждый охлаждают на 1 °С. На сколько джоулей и как меняется внутренняя энергия каждого кубика?
Удельной теплоемкостью называется величина, равная такому количеству теплоты, которое требуется для изменения температуры тела массой 1 кг на 1°С. Используя таблицу теплоемкостей, находим, что внутренняя энергия медного кубика уменьшается на 380 Дж, стального — на 500 Дж, алюминиевого — на 920 Дж.

996. На что больше расходуется энергии: на нагревание чугунного горшка или воды, налитой в него, если их массы одинаковы?
На нагревание воды, поскольку ее теплоемкость выше, чем у чугуна.

997. Алюминиевую и серебряную ложки одинаковой массы и температуры опустили в кипяток. Равное ли количество теплоты получат они от воды?
Алюминий получит большее количество теплоты, поскольку теплоемкость алюминия больше теплоемкости серебра.

998. Стальную деталь для закалки и медную заклепку равной массы для отжига нагрели до одинаковой температуры, а затем погрузили в воду. Одинаковое ли количество теплоты получила вода при охлаждении этих тел?
Вода получила большее количество теплоты от стальной за¬клепки, поскольку теплоемкость стали больше теплоемкости меди.

999. Термос вместимостью 3 л заполнили кипятком. Через сутки температура воды в нем понизилась до 77 °С. Определите, на сколько изменилась внутренняя энергия воды.

1000. В алюминиевом чайнике нагревали воду и, пренебрегая потерями количества теплоты в окружающее пространство, построили графики зависимости количества теплоты, полученной чайником и водой, от времени нагревания. Какой график построен для воды, а какой —для чайника (рис. 264)?
I – чайник; II – вода.

1001. На одинаковых горелках нагревались вода, медь и железо равной массы. Укажите, какой график (рис. 265) построен для воды, какой — для меди и какой — для железа. (При построении графика потери некоторого количества теплоты в окружающее пространство не учитывались.)
I – вода; II – железо; III — медь.

Читать еще:  С255 марка стали аналог ст3

1002. Для изменения температуры нафталина, никеля и фарфора массой 1 кг на 1 °С соответственно требуется 130, 460 и 750 Дж энергии. Чему равна удельная теплоемкость этих веществ?

1003. Для нагревания на 1 °С молока и тел из золота, бронзы, никеля, глицерина массами по 2 кг каждое соответственно расходуется 260, 760, 920, 4800 и 7800 Дж энергии. Чему равна удельная теплоемкость этих веществ?

1004. Нагретый камень массой 5 кг, охлаждаясь в воде на 1 °С, передает ей 2,1 кДж энергии. Чему равна удельная теплоемкость камня?

1005. Определите (устно), какое количество теплоты потребуется для изменения температуры алюминия на 1 °С; свинца на 2 °С; олова на 2 °С; платины на 3 °С; серебра на 3 °С, если масса каждого вещества 1 кг.

1006. Какое количество теплоты потребуется для нагревания на 1 °С воды объемом 0,5 л; олова массой 500 г; серебра объемом 2 см3; стали объемом 0,5 м3; латуни массой 0,2 т?

1007. Стальная деталь массой 20 кг при обработке на токарном станке нагрелась на 50 °С. На сколько джоулей увеличилась внутренняя энергия детали?

1008. Стальное сверло массой 10 г при работе нагрелось от 15 до 115 °С. Сколько энергии израсходовано двигателем непроизводительно на нагревание сверла?

1009. Перед горячей штамповкой латунную болванку массой 15 кг нагрели от 15 до 750 °С. Какое количество теплоты отдаст болванка окружающим телам при охлаждении до 15 °С?

1010. Какое количество теплоты отдаст стакан кипятка (250 см3), остывая до температуры 14 °С?

1011. Какое количество теплоты отдаст кирпичная печь массой 0,35 т, если при ее остывании температура изменилась на 50 °С?

1012. Какое количество теплоты выделилось при охлаждении чугунной болванки массой 32 кг, если ее температура изменилась от 1115 до 15 °С?

1013. а) Воздух, заполняющий объем 0,5 л в цилиндре с легким поршнем, нагрели от 0 до 30 °С при постоянном атмосферном давлении. Какое количество теплоты получил воздух?
б) В порожнем закрытом металлическом баке вместимостью 60 м3 под действием солнечного излучения воздух нагрелся от 0 до 20 °С. Как и на сколько изменилась внутренняя энергия воздуха в баке? (Удельная теплоемкость воздуха при постоянном объеме равна 720 Дж/кг-°С.)

1014. Какое количество теплоты передаст окружающим телам кирпичная печь массой 1,5 т при охлаждении от 30 до 20 °С?

1015. Какое количество теплоты получили алюминиевая кастрюля массой 200 г и находящаяся в ней вода объемом 1,5 л при нагревании от 20 °С до кипения при температуре 100 °С?

1016. В алюминиевой кастрюле, масса которой 800 г, нагрели 5 л воды от 10 °С до кипения. Какое количество теплоты получили кастрюля и вода, если при нагревании атмосферное давление равнялось 760 мм рт. ст.?

1017. В железный душевой бак, масса которого 65 кг, налили холодной колодезной воды объемом 200 л. В результате нагревания солнечным излучением температура воды повысилась от 4 до 29 °С. Какое количество теплоты получили бак и вода?

1018. Рассчитайте, какое количество теплоты отдаст кирпичная печь, сложенная из 300 кирпичей, при остывании от 70 до 20 °С. Масса одного кирпича равна 5,0 кг.

1019. Какое количество теплоты получила вода при нагревании от 15 до 25 °С в бассейне, длина которого 100 м, ширина 6 м и глубина 2 м?

1020. На сколько изменится температура воды в стакане, если ей сообщить количество теплоты, равное 10 Дж? Вместимость стакана принять равной 200 см3.

1021. Вычислите, на сколько градусов нужно повысить температуру куска свинца массой 100 г, чтобы внутренняя энергия его увеличилась на 280 Дж.

Читать еще:  Сколько углерода в чугуне и стали

1022. Подсчитано, что при охлаждении куска олова массой 20 г внутренняя энергия его уменьшилась на 1 кДж. По этим данным определите, на сколько градусов изменилась температура олова.

1023. а) Мальчик вычислил, что при нагревании воды от 15 °С до кипения (при 100 °С) внутренняя энергия ее увеличится на 178,5 кДж. Какова масса нагреваемой воды?
б) Когда в бак умывальника с водой добавили еще 3 л воды при 100 °С и перемешали всю воду, то температура воды в баке стала равна 35 °С. Пренебрегая потерями теплоты на нагревание бака и окружающей среды, определите начальный объем воды в баке.
в) Чтобы вымыть посуду, мальчик налил в таз 3 л воды, температура которой равна 10 °С. Сколько литров кипятка (при 100 °С) нужно долить в таз, чтобы температура воды в нем стала равной 50 °С?
г) Для купания ребенка в ванну налили 4 ведра (40 л) холодной воды, температура которой была равна 6 °С, а затем долили горячую воду температурой 96 °С. Определите массу долитой воды, если температура воды в ванне стала равной 36 °С. (Расчет производите без учета нагревания ванны и окружающей среды.)

1024. Определите удельную теплоемкость металла, если для изменения температуры от 20 до 24 °С у бруска массой 100 г, сделанного из этого металла, внутренняя энергия увеличивается на 152 Дж.

1025. Экспериментом было установлено, что при изменении температуры куска металла массой 100 г от 20 до 40 °С внутренняя энергия его увеличилась на 280 Дж. Определите удельную теплоемкость этого металла.

1026. Экспериментом установили, что при охлаждении куска олова массой 100 г до температуры 32 °С выделилось 5 кДж энергии. Определите температуру олова до охлаждения.

1027. До какой температуры остынут 5 л кипятка, взятого при температуре 100 °С, отдав в окружающее пространство 1680 кДж энергии?

1028. При охлаждении медного паяльника до 20 °С выделилось 30,4 кДж энергии. До какой температуры был нагрет паяльник, если его масса 200 г?

1029. а) Было установлено, что при работе машины внутренняя энергия одной из алюминиевых деталей массой 2 кг повысилась на столько, на сколько увеличилась внутренняя энергия воды массой 800 г при нагревании ее от 0 до 100 °С. По этим данным определите, на сколько градусов повысилась температура детали.
б) В ванну налили и смешали 50 л воды при температуре 15 °С и 30 л воды при температуре 75 °С. Вычислите, какой стала бы температура воды в ванне, если бы некоторая часть внутренней энергии горячей воды не расходовалась на нагревание ванны и окружающей среды.
в) Пренебрегая потерями теплоты на нагревание ванны и иных тел окружающей среды, вычислите, какой стала бы температура воды в ванне, если в нее налить шесть ведер воды при температуре 10 °С и пять ведер воды при температуре 90 °С. (Вместимость ведра примите равной 10 л.)

1030. На нагревание кирпича массой 4 кг на 63 °С затрачено такое же количество теплоты, как и на нагревание воды той же массы на 13,2 °С. Определите удельную теплоемкость кирпича.

1031. Двигатель мощностью 75 Вт в течение 5 мин вращает лопасти винта внутри калориметра, в котором находится вода объемом 5 л. Вследствие трения о воду лопастей винта вода нагрелась. Считая, что вся энергия пошла на нагревание воды, определите, как изменилась ее температура.

1032. Стальной боек (ударная часть пневматического молотка) массой 1,2 кг во время работы в течение 1,5 мин нагрелся на 20 °С. Полагая, что на нагревание бойка пошло 40% всей энергии молотка, определите произведенную работу и мощность, развиваемую при этом.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector