Физтех Since 25.01.2008
[ Новые сообщения · Участники · Правила форума · Поиск · RSS ]
Страница 1 из 11
Форум » Необычные задачки - Смотри в корень! » Еженедельная головоломка » Холодная вода теплее горячей (Маковецкий П. В. - Смотри в корень! - 6-е изд. 1991 г. с 304)
Холодная вода теплее горячей
ATOMOHODДата: Воскресенье, 06.09.2009, 12:17 | Сообщение # 1
Админ
Группа: Модераторы

Пол: Мужчина
Факультет: ФЭФ
Группа: НО-32

Сообщений: 165
Репутация: 12
Статус: Offline
Имеется один литр горячей воды с температурой t1 и один литр холодной с температурой t2. При помощи горячей воды нагревают холодную. Можно ли сделать так, чтобы окончательная температура литра нагретой воды стала выше окончательной температуры нагревающей воды?

ПОДСКАЗКА:
Обычно немедленно и категорически отвечают:
- Нельзя! Процесс теплопередачи прекратиться, когда температура обоих литров воды станет одинаковой. Чтобы процесс шел дальше, нужно, чтобы теплота передавалась от холодного тела к более горячему, а это противоречит второму началу термодинамики! Если бы это было возможно, то возможен был бы и "вечный двигатель".
Мы уважаем второе начало термодинамики. Клаузиус прав! Тем не менее рекомендуем вам попытаться изобрести способ решить задачу. Малую часть (1 см3) холодной воды с помощью литра горячей мы могли нагреть почти до t1. Вот стоящая идея! Надо попробывать разделить нагреваемую воду на части и нагревать их поочередно.


 
antonioДата: Воскресенье, 06.09.2009, 13:45 | Сообщение # 2
Рядовой
Группа: Студенты

Пол: Мужчина
Факультет: ФТФ
Группа: ТП-11

Сообщений: 6
Репутация: 0
Статус: Offline
можно, причем несколькими способами
 
ATOMOHODДата: Воскресенье, 06.09.2009, 14:06 | Сообщение # 3
Админ
Группа: Модераторы

Пол: Мужчина
Факультет: ФЭФ
Группа: НО-32

Сообщений: 165
Репутация: 12
Статус: Offline
Задача на реальную проблему, а не на то как надурить чтоб подогнать под ответ smile

 
DiveRДата: Воскресенье, 06.09.2009, 15:51 | Сообщение # 4
Полковник
Группа: Студенты

Пол: Мужчина
Факультет: ФТФ
Группа: ТЯ-32

Сообщений: 185
Репутация: 10
Статус: Offline
Наверное ответ будет гораздо проще и оригинальнее, но инженеры решили эту задачу очень давно и успешно с помощью теплового насоса. Данный девайс представляет из себя обыкновенную тепловую машину, работающую по циклу Карно. На этом принципе работают холодильник и кондиционер.
 
ChargerДата: Понедельник, 07.09.2009, 19:56 | Сообщение # 5
Генерал-майор
Группа: Студенты

Пол: Мужчина
Факультет: ФТФ
Группа: ТЯ-32

Сообщений: 301
Репутация: 16
Статус: Offline
Quote (ATOMOHOD)
Имеется один литр горячей воды с температурой t1 и один литр холодной с температурой t2. При помощи горячей воды нагревают холодную. Можно ли сделать так, чтобы окончательная температура литра нагретой воды стала выше окончательной температуры нагревающей воды?

исходя из 1го начала термодинамики - просто так нельзя конечно, кроме просто двух литров воды там должно быть что-то еще...мне вот интересно, почему это нагретой воды ЛИТР?)))


 
RavenavengerДата: Вторник, 08.09.2009, 00:11 | Сообщение # 6
Рядовой
Группа: Студенты

Пол: Мужчина
Факультет: ФТФ
Группа: ТП-31

Сообщений: 1
Репутация: 0
Статус: Offline
Смешать воду в произвольной пропорции до количества один литр. Испарить воду понижением давления, а затем сжать воду до конденсации.(откачка производится адиабатически, а накачка политропно)
Тут энергия вносится в систему механическим путем, это вроде поизощреннее чем тупо нагревать. В изолированной системе задача очевидно нерешаема, если у вас нету Бесенка, который будет отлавливать быстрые молекулы.
 
V1nn1Дата: Среда, 09.09.2009, 19:57 | Сообщение # 7
Рядовой
Группа: Студенты

Пол: Мужчина
Факультет: физико-технический
Группа: ТП-32

Сообщений: 11
Репутация: 0
Статус: Offline
surprised

Smile! :]
 
ChargerДата: Среда, 09.09.2009, 23:25 | Сообщение # 8
Генерал-майор
Группа: Студенты

Пол: Мужчина
Факультет: ФТФ
Группа: ТЯ-32

Сообщений: 301
Репутация: 16
Статус: Offline
Warning! Smile flood detected!

ЗЫ Поменяй курс и группу ;-)

уже все нормально. а флуд тут везде. :) junkier.


 
GellemarДата: Воскресенье, 13.09.2009, 00:50 | Сообщение # 9
Рядовой
Группа: Студенты

Пол: Мужчина
Факультет: ФИЗТЕХ
Группа: ТЯ-32

Сообщений: 4
Репутация: 0
Статус: Offline
Задача поставлена немного некорректно: каждый рвется придумать, как нагреть воду до температуры t2, а автору задачи "достаточно" любой температуры.

Это все конечно глупости, но есть действительно способ нагреть 100 градусной водой другую жидкость (например., раствор соли до 110 градусов). Причем это реальный эксперимент, называемый опытом Крапивина. Причем опыт не использует ни цикл Карно, ни других "ответов" на эту задачу.

(Александр Крючков)

 
ChargerДата: Воскресенье, 13.09.2009, 01:12 | Сообщение # 10
Генерал-майор
Группа: Студенты

Пол: Мужчина
Факультет: ФТФ
Группа: ТЯ-32

Сообщений: 301
Репутация: 16
Статус: Offline
Леша, пусть черненькая зарегается сама и сама вывешивает свои ответы!
Потому как:

а) ответ был немного не в тему (хотя в принципе около нее)
б) можно было даже не подписывать, и так все было ясно как божий день - слог поста не твой совершенно


 
DiveRДата: Воскресенье, 13.09.2009, 06:06 | Сообщение # 11
Полковник
Группа: Студенты

Пол: Мужчина
Факультет: ФТФ
Группа: ТЯ-32

Сообщений: 185
Репутация: 10
Статус: Offline
Quote (Gellemar)
но есть действительно способ нагреть 100 градусной водой другую жидкость (например., раствор соли до 110 градусов). Причем это реальный эксперимент, называемый опытом Крапивина. Причем опыт не использует ни цикл Карно, ни других "ответов" на эту задачу.

а у нас речь идет о растворе соли???
Задача действительно поставлена не корректно.
Насколько я понимаю, нагреть воду можно только теплопередачей (по условию задачи)?

Описание эффекта Крапивина-Шубникова:
Сосуд с чистой водой нагревается до кипения. Пар из кипящего сосуда отводится через трубку в другой сосуд, например, с насыщенным раствором соли NaCl. Температура пара равна 100°С. Температура кипения соляного раствора равна 110°С. Пар будет конденсироваться в растворе, пока температура этого раствора не достигнет 110°С и он тоже не закипит. То есть 100-градусным паром можно нагреть жидкость выше 100°С.

Объяснение эффекта Крапивина-Шубникова с точки зрения релятивистской онтологии совершенно очевидно. Все дело в относительности понятий «температура» и «внутренняя энергия системы». Упрощенно температуру можно определить как меру внутренней энергии тела, т. е. степень его нагретости [35]. Но дело в том, что мы можем определять собственную температуру любого тела только как его способность изменять температуру (внутреннюю энергию) других тел (например, термометра). В отношении термометра (и нас как наблюдателей) температура пара при 100°С действительно равна температуре кипятка при 100°С. Но равна ли их внутренняя энергия? – очевидно, что нет. Ведь на испарение была затрачена большая дополнительная энергия. И в опыте Крапивина внутренняя энергия пара при температуре 100°С будет намного больше внутренней энергии жидкого раствора при температуре 110°С. Если понимать температуру системы как отношение числа возбужденных атомов к числу невозбужденных [35], то атомы в молекулах пара в среднем намного более возбуждены, иначе бы они не испарились из кипятка.
источник

Добавлено (13.09.2009, 06:06)
---------------------------------------------
Рома по поводу Крючкова +1
Регся и пиши от себя!!

Сообщение отредактировал DiveR - Воскресенье, 13.09.2009, 06:01
 
GellemarДата: Среда, 16.09.2009, 20:50 | Сообщение # 12
Рядовой
Группа: Студенты

Пол: Мужчина
Факультет: ФИЗТЕХ
Группа: ТЯ-32

Сообщений: 4
Репутация: 0
Статус: Offline
2 Трофименко: Слог поста мой.
2 Дайвер: впадлу мне регится.
Александр

2Александр: хватит флудить и зарегься наконецто.
Александр


Сообщение отредактировал Caesar - Четверг, 17.09.2009, 18:16
 
МаксимкаДата: Вторник, 22.09.2009, 16:29 | Сообщение # 13
Рядовой
Группа: Студенты

Пол: Мужчина
Факультет: Физико-технический
Группа: пт11,самый лучший

Сообщений: 1
Репутация: 0
Статус: Offline
ATOMOHOD правильно разсуждаит,и тут несчим посопорить)))))
 
ATOMOHODДата: Суббота, 26.09.2009, 13:55 | Сообщение # 14
Админ
Группа: Модераторы

Пол: Мужчина
Факультет: ФЭФ
Группа: НО-32

Сообщений: 165
Репутация: 12
Статус: Offline
ОТВЕТ:
Пусть в термосе А (рис. 143) находится горячая вода, в термосе Б – холодная. Нальем в сосуд В с тонкими теплопроводными стенками часть холодной воды и опустим сосуд В в горячую воду (термос А). Через некоторое время температура воды в А и В сравняется, причем установится некоторая промежуточная температура x, так что

t1 > x > t2.

Выльем нагретую до x воду из В в термос Г. Нальем в сосуд В оставшуюся холодную воду (с температурой t2) и опять погрузим В в А. Температура в А и В снова сравняется и станет равной y, причем x > y > t2.

Рис. 143. Процессы, происходящие при разделении нагреваемой воды

Перельем воду из В в Г. Там в результате смешивания обеих частей нагреваемой воды, имеющих температуры x и y, получим некоторую среднюю температуру z:

x > z > y.

В воде же, которая была горячей, установится температура у, которая меньше z. Именно это и требовалось условиями задачи. Проследите еще раз за всеми рассуждениями, чтобы убедиться, что мы не нарушали законов термодинамики, а, наоборот, все время ими руководствовались.

Пример: если t1 = 95°C и t2 = 5°C, то, разделяя холодную воду на две равные части и применяя к ней изложенную выше процедуру, имеем

x = (2t1 + t1) / 3 = (2 · 95 + 5) / 3 = 65°C;

y = (2x + t2) / 3 = (2 · 65 + 5) / 3 = 45°C.

Это и будет окончательная температура «горячей» воды. А для «холодной»:

z = (x + y) / 2 = (65 + 45) / 2 = 55°C > 45°C.

Из-за неизбежных потерь тепла на нагрев посуды эта разница (а главным образом сами значения y и z) будет несколько меньше. Но знак неравенства сохранится.

То же самое произошло бы, если бы мы разделили пополам не холодную, а горячую воду.


 
Форум » Необычные задачки - Смотри в корень! » Еженедельная головоломка » Холодная вода теплее горячей (Маковецкий П. В. - Смотри в корень! - 6-е изд. 1991 г. с 304)
Страница 1 из 11
Поиск:
(C) Шишков Александр © 2008-2017