В чайник налили 3 литра воды при температуре 10 градусов какое количество теплоты надо

Обновлено: 14.05.2024

Ответ: $Q= 2300 кДж$

2. Какое количество теплоты нужно для превращения в пар воды массой 2 кг, взятой при температуре кипения ? Удельная теплота парообразования воды $L=2,3\cdot 10^6 \dfrac $ Ответ дать в килоджоулях.
Показать ответ Показать решение Видеорешение

Ответ: $Q=4600 кДж$

$Q=2,3\cdot 10^6 \dfrac \cdot 2 кг\; =46\cdot 10^5 Дж\; = 4600 кДж$

Ответ: $Q= 4600 кДж$

Какое количество теплоты выделяется в окружающую среду при конденсации водяного пара массой 2 кг ? Удельная теплота парообразования воды $L=2,3\cdot 10^6 \dfrac $ Ответ дать в килоджоулях.
Показать ответ Показать решение Видеорешение

Ответ: $Q=4600 кДж$

Конденсация это процесс перехода из газообразного состояния в жидкое

Конденсация сопровождается выделением тепла

$Q=2,3\cdot 10^6 \dfrac \cdot 2 кг\; =46\cdot 10^5 Дж\; = 4600 кДж$

Ответ: $Q= 4600 кДж$

Какую массу воды, взятую при температуре кипения можно превратить в пар, если сообщить ей количество теплоты $Q=1150 кДж $ ? Удельная теплота парообразования воды $L=2,3\cdot 10^6 \dfrac $
Показать ответ Показать решение Видеорешение

Какую массу кипятка можно превратить в пар, если сообщить ему количество теплоты $Q=575 кДж $ ? Удельная теплота парообразования воды $L=2,3\cdot 10^6 \dfrac $.
Показать ответ Показать решение Видеорешение

Какое количество теплоты необходимо для того , чтобы нагреть до температуры кипения и выпарить $m=400 г $ воды, взятой при температуре $t_1=40^0C $?
Удельная теплоемкость воды $ c=4200\dfrac $
Удельная теплота парообразования воды $L=2,3\cdot 10^6 \dfrac $.
Ответ дать в килоджоулях.
Показать ответ Показать решение Видеорешение

$ Q=4200\dfrac \cdot 0,4 кг \cdot (100^0C-40^0C)+2,3\cdot 10^6 \dfrac \cdot 0,4 кг =1020800 Дж $
$ Q= 1020800 Дж=1020,8 кДж $

Какое количество теплоты необходимо для того , чтобы нагреть до температуры кипения и испарить $m=2 г $ воды, взятой при температуре $t_1=20^0C $?
Удельная теплоемкость воды $ c=4200\dfrac $
Удельная теплота парообразования воды $L=2,3\cdot 10^6 \dfrac $.
Ответ дать в килоджоулях.
Показать ответ Показать решение Видеорешение

$ Q=4200\dfrac \cdot 0,002 кг \cdot (100^0C-20^0C)+2,3\cdot 10^6 \dfrac \cdot 0,002 кг =5272 Дж $
$ Q= 5272 Дж=5,272 кДж $

Репетитор по физике

Какое количество теплоты необходимо сообщить спирту массой $m=500 г $ , взятому при температуре $t_1=-22^0C $ , чтобы перевести его в газообразное состояние?
Удельная теплоемкость спирта $ c=2500\dfrac $
Удельная теплота парообразования спирта $L=0,9\cdot 10^6 \dfrac $.
Температура кипения спирта $t_2=78^0C $
Ответ дать в килоджоулях.
Показать ответ Показать решение Видеорешение

$ Q=2500\dfrac \cdot 0,5 кг \cdot (78^0C-(-22^0C))+0,9\cdot 10^6 \dfrac \cdot 0,5 кг =575000 Дж $
$ Q= 575000 Дж=575 кДж $

Какую массу воды, взятую при температуре $t_1=40^0C $ можно превратить в пар, если сообщить ей количество теплоты $Q=1020800 Дж $? Удельная теплота парообразования воды $L=2,3\cdot 10^6 \dfrac $.
Удельная теплоемкость воды $ c=4200\dfrac $
Температура кипения воды $t_2=100^0C $. Ответ дать в единицах СИ.
Показать ответ Показать решение Видеорешение

Дано:
$ Q=1020800 Дж $

$Q_1=cm(t_2-t_1) \;\;\;\;\; Нагрев\; воды \; до \; кипения $
$Q_2=L m \;\;\;\;\; Парообразование $

Вынесем массу за скобки:

Сколько воды, взятой при температуре $t_1=20^0C $ можно превратить в пар, если сообщить ей количество теплоты $Q=5272 Дж $? Удельная теплота парообразования воды $L=2,3\cdot 10^6 \dfrac $.
Удельная теплоемкость воды $ c=4200\dfrac $
Температура кипения воды $t_2=100^0C $. Ответ дать в граммах.
Показать ответ Показать решение Видеорешение

$Q_1=cm(t_2-t_1) \;\;\;\;\; Нагрев\; воды \; до \; кипения $
$Q_2=L m \;\;\;\;\; Парообразование $

Вынесем массу за скобки:

Какую массу спирта, находящегося при температуре $t_1=-22^0C $ можно перевести в газообразное состояние, если сообщить ему количество теплоты $Q=575000 Дж $.
Удельная теплоемкость спирта $ c=2500\dfrac $.
Удельная теплота парообразования спирта $L=0,9\cdot 10^6 \dfrac $.
Температура кипения спирта $t_2=78^0C $. Ответ дать в системе СИ.
Показать ответ Показать решение Видеорешение

Дано:
$ Q=575000 Дж $

$Q_1=cm(t_2-t_1) \;\;\;\;\; Нагрев\; спирта \; до \; кипения $
$Q_2=L m \;\;\;\;\; Парообразование $

Вынесем массу за скобки:

В алюминиевом чайнике массой $m_ч=1 кг $ нагрели до кипения $m_в=2 кг $ воды, причем $m_=0,05кг$ воды испарилось, так как чайник был выключен не сразу. Какое количество теплоты было затрачено? Начальная температура воды $t=10^0C $. Удельная теплоемкость алюминия $c_а=920\dfrac$
Удельная теплоемкость воды $ c_в=4200\dfrac $
Удельная теплота парообразования воды $L=2,3\cdot 10^6 \dfrac $.
Ответ дать в килоджоулях.
Показать ответ Показать решение Видеорешение

Ответ: $ Q= 953,8 кДж $

$ Q_1= c_в m_в( t_2- t_1) \;\;\;\;\; $ Нагрев воды

$ Q_2= c_а m_ч( t_2- t_1) \;\;\;\;\; $ Нагрев чайника

$Q=c_в m_в( t_2- t_1)+c_а m_ч( t_2- t_1)+ L m_ $

$Q=4200\dfrac \cdot 2 кг \cdot(100^0C-10^0C)+920\dfrac \cdot 1 кг \cdot(100^0C-10^0C)+2,3\cdot 10^6 \dfrac \cdot 0,05кг=953800 Дж $

Задача 1. В ванну с 20 кг воды, имеющей температуру " width="25" height="12" />
С добавили 20 кг воды при температуре " width="25" height="12" />
С. Какая установится температура смеси? Потерь нет.

Это разминочная задача. Понятно: горячая вода отдает тепло холодной и в результате та нагревается:

$Q_<pol> =Q_$

$c_v m(t_1-t_x)=c_v m (t_x-t_2)$

$t_x=\frac<t_1+t_2> =\frac=50$

$50^<\circ> Ответ:$
.

Задача 2. В ванну с 20 кг воды, имеющей температуру " width="25" height="12" />
С добавили 80 кг воды при температуре " width="25" height="12" />
С. Какая установится температура смеси? Потерь нет.

Теперь массы разные, но уравнение то же:

$Q_<pol> =Q_$

$c_v m_1(t_1-t_x)=c_v m_2 (t_x-t_2)$

$t_x(m_1+m_2)=m_1t_1+m_2t_2$

$t_x=\frac< m_1t_1+m_2t_2> < m_1+m_2>=\frac=32$

$32^<\circ> Ответ:$
.

Задача 3. В ванну с 20 кг воды, имеющей температуру " width="25" height="12" />
С добавили 40 кг воды при температуре " width="25" height="12" />
С и 20 кг воды при температуре " width="25" height="12" />
С. Найти температуру смеси. Потерь тепла нет.

$t_x=\frac< m_1t_1+m_2t_2+m_3t_3> Ответ: < m_1+m_2+m_3>$
.

$Q_<pol> =\mid Q_\mid$

$c_v m_1(t_x -t_1)+c_v m_2 (t_x-t_2)+ c_v m_3 (t_x-t_3)=0$

$t_x(m_1+m_2+m_3)=m_1t_1+m_2t_2+m_3t_3$

$t_x=\frac< m_1t_1+m_2t_2+m_3t_3> < m_1+m_2+m_3>=\frac< 1600+800+800>< 80>=40$

$20^<\circ> Но вот здесь мы поучимся пользоваться виртуальным банком: пусть вся вода остыла до самой низкой температуры –$
. Тогда вода отдаст тепло , и мы его пока положим в сторонку – в виртуальный банк.

$Q= c_v m_1(t_1 -t_2)+c_v m_3 (t_3-t_2)=4200\cdot20\cdot60+4200\cdot20\cdot20=6720000$

А теперь массу согреем этим теплом и посмотрим, какая выйдет температура у этой смеси:

$( m_1+m_2+m_3)(t_x-t_2)c_v=Q$

$t_x=\frac< Q > < c_v(m_1+m_2+m_3)>+t_2=\frac< 6720000 >< 80\cdot4200>+20=40$

$t_x=40^<\circ> Ответ:$
.

Задача 4. Какая температура установится в стакане с 200 г воды при " width="25" height="12" />
С, если в него поместить кусочек льда массой 10 г при температуре (" width="38" height="12" />
) С?

$40^<\circ> Решим снова с применением метода виртуального банка: берем в нем кредит и согреваем все до температуры$
:

$Q=m_l c_l(t_ -t_l)+m_l\lambda+m_lc_v(t-t_)= 0,01\cdot2100(0-(-20))+0,01\cdot340000+0,01\cdot4200\cdot40=420+3400+1680=5500$

Теперь всю воду, включая ту, что изо льда натаяла, охлаждаем до , возвращая банку 5500 Дж теплоты:

$t_x=t-\frac<Q> =40-\frac=33,8$

$t_x=33,8^<\circ> Ответ:$
.

Задача 5. В калориметре находится смесь из г льда и г воды при температуре " width="16" height="12" />
С. В калориметр вливают воду массой кг при температуре " width="25" height="13" />
С. Какая температура установится в нем?

Но мы применим метод виртуального банка. Нагреем все до максимальной температуры.

$Q=m_l\lambda+(m_l+m_v)c_v \cdot t=0,5\cdot340000+1\cdot4200\cdot50=380000$

Это тепло должно выделиться при остывании всей массы до :

$Q=(m_l+m_v+m_1)c_v(t-t_x)$

$t_x=t-\frac<Q> =50-\frac=4,8$

$t_x=4,8^<\circ> Ответ:$
.

Задача 6. В сосуде находится лед массой 1 кг при температуре " width="38" height="12" />
С. В сосуд впускают 0,2 кг пара при температуре " width="33" height="12" />
С. Какая температура установится в калориметре?

Решаем опять тем же методом виртуального банка: охладим пар до температуры льда:

$Q=m_p(L+c_v(t_p-t_ )+\lambda+c_l(t_-t_l))=0,2(2300\cdot10^3+4200\cdot100+340\cdot10^3+2100\cdot10)=616,2\cdot 10^3$

Пускаем теперь это тепло на нагрев, греем всю массу до нуля:

$Q_1=(m_l+m_p)c_l(t_<pl> -t_l)=1,2\cdot2100\cdot10=25,2\cdot10^3$

Плавим всю массу:

$Q_2=\lambda(m_l+m_p)=1,2\cdot340000=408\cdot10^3$

На нагрев до 100 не хватит, поэтому определяем температуру смеси:

$(m_p+m_l)c_v(t_x-t_<pl> )=Q-Q_1-Q_2$

$t_x=\frac< Q-Q_1-Q_2> =\frac< 616,2-25,2-408>=36,3$

$t_x=36,3^<\circ> Ответ:$
.

Задача 7. В лаборатории в четырех стаканах находилась разное количество одинаковой жидкости при разных температурах. После проведения эксперимента связанного с переливанием и смешиванием, в трех стаканах оказалось другое количество жидкости при новых температурах. Сколько и при какой температуре осталось жидкости в четвертом стакане? Теплоемкостью стаканов, потерями жидкости и теплообменом с окружающей средой пренебречь.

Сначала сравниваем массы:

Применяем метод виртуального банка, охлаждаем все до :

$Q=3m c\cdot 10t+2m c \cdot 70t+5m c\cdot20t=270 mc t$

Этим теплом греем указанные на рисунке массы:

$Q=4m c \cdot5 t+m c \cdot 50t+4m c\cdot15 t+4,5m c\cdot x$

Ответ:

$-10^<\circ> Задача 8. Сколько льда может получиться из m = 1 кг переохлаждённой до t =$
С воды? Теплоёмкость обычной и переохлаждённой воды одинаковая.

$c_v m (t_<pl> -t_l)=m_l\lambda$

$m_l=\frac< c_v m (t_<pl> -t_l)>< \lambda >=\frac=0,123$

$12^<\circ> Задача 9. Из ведра налили в кастрюлю некоторое количество воды, затем поставили кастрюлю на нагреватель и через 30 минут вода в ней закипела. Тогда из того же ведра зачерпнули еще некоторое количество воды и долили в кастрюлю. При этом температура воды в кастрюле понизилась на$
С. Через 5 минут после этого вода в кастрюле закипела. Какова температура воды в ведре. Теплообмен воды с внешней средой не учитывать.

$16^<\circ> Задача решена в этой статье. Ответ:$
.

Задача 10. Ванну, ёмкостью 85 л необходимо заполнить водой, имеющей температуру " width="25" height="12" />
С, используя воду при " width="25" height="12" />
С и лёд при температуре " width="38" height="12" />
С. Определите массу льда, который следует положить в ванну. Удельная теплота плавления льда 336 кДж/кг, удельная теплоёмкость льда 2100 Дж/кг К, удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/кг К.

Общая масса воды со льдом – 85 кг. Поэтому . Тогда

$(m-m_l)c_v(t-t_k)=m_lc_l(t_ -t_l)+m_l\lambda+m_l c_v(t-t_)$

$m_l(c_l(t_ -t_l) +\lambda+c_v(t-t_k)+c_v(t-t_))=m c_v(t-t_k)$

$m_l=\frac<85\cdot4200\cdot50> =24,86$

Домашнее задание на 10.09 (суббота):
1. Подготовиться к контрольной работе - повторить формулы, явления, законы; КАЛЬКУЛЯТОР. ; если ещё не сдали, тетрадь для контрольных работ.
2. Дорешать задачи (см. вложение);
3. Решить ещё один вариант контрольной работы. (Подсказка к последней задаче: сила Архимеда действует только на погружённую часть объёма тела)

Домашнее задание на 20.09 (вторник):
1. Параграфы 3, 4 читать, вопросы после параграфа устно.
2. Конспекты по параграфам 5, 6.
3. Выучить определения
4. Задачи:
- Молоток массой 300 г падает на пол с высоты 2 м. Определите, на сколько изменится в процессе удара о пол внутренняя энергия системы, состоящей из молотка и пола.
- Определите изменение внутренней энергии системы, состоящей из стола и скользившего по нему учебника, в процессе торможения учебника до полной его остановки. Масса учебника 300 г, начальная скорость 2 м/с.
- У движущегося по горизонтальной дороге автомобиля заглох двигатель, и водитель нажал на педаль тормоза. На сколько изменится внутренняя энергия автомобиля и дороги при торможении автомобиля до полной его остановки? Масса автомобиля 1,5 т, начальная скорость 72 км/ч.

Домашнее задание на 24.09 (суббота):
1. Параграфы 8,9 читать, определения учить, вопросы после параграфов устно.
2. По желанию, на дополнительную отметку: к среде (28.09) смастерить самодельный термос. На уроке проверим, у кого лучше сохраняет тепло.
3. Решить задачи:
- Какое количество теплоты выделилось при остывании молока объёмом 0,5 л от 50оС до 10 оС? Плотность молока 1030 кг/м3, удельная теплоёмкость 3900 Дж/кг*оС.
- Какое количество теплоты необходимо, чтобы нагреть 5 кг льда от -20 оС до -12 оС?
- Для нагревания металла массой 100 г от температуры 30оС до температуры 333 К потребовалось 2,7 кДж теплоты. Определите удельную теплоёмкость этого металла.
- На сколько градусов можно нагреть 10 л воды, если ей сообщить столько же энергии, сколько её выделится при охлаждении 10 кг льда от 0 до -20оС?

Домашнее задание на 28.09 (среда):
1. Параграф 10 читать, учить определения, вопросы после параграфа устно.
2. Решить задачи (подготовиться к с.р. по задачам)
- Какое количество теплоты выделится при полном сгорании 25 г пороха?
- При сгорании бензина выделилось 1,63*10^7 (десять в седьмой степени) Дж теплоты. Сколько бензина было сожжено?
- Сколько надо сжечь керосина, чтобы вскипятить 22 кг воды, взятой при 20оС? Считать, что вся теплота, полученная при сгорании керосина, пойдёт на нагревание воды.
- Сколько нужно влить холодной воды при температуре 10оС в 50 кг кипятка для получения смеси с температурой 45оС?

Распорядок на неделю: вторник - самостоятельная работа, новая тема; среда - лабораторные работы, решение задач, ответы на вопросы; суббота - контрольная работа. Эксперты на лабораторной: Бажутин, Амбросовский, Сафарьянц, Латманизов.

Домашнее задание на 11.10 (вторник):
1. Повторить определения, подготовиться к самостоятельной по решению задач.
2. Решить задачи:
- Для нагревания кирпича массой 4 кг от 15 оС до 30 оС израсходовано 48 кДж теплоты. Найдите удельную теплоёмкость кирпича.
- На газовой плитке нагрели 2 кг воды в алюминиевом чайнике массой 1 кг от 20 оС до 80 оС. Сколько природного газа потребовалось для этого, если считать, что вся теплота, выделившаяся при сгорании газа, пошла на нагревание воды и чайника?
- В фарфоровую чашку массой 100 г при температуре 20оС влили 200 г кипятка. Окончательная температура оказалась 93оС. Определите удельную теплоёмкость фарфора.
- Какое количество воды можно вскипятить, затратив 0,5 кг дров, если КПД кипятильника 30%, а начальная температура воды 10 оС?.
- В алюминиевый калориметр, в котором была вода массой 200 г при температуре 10оС
, положили медный брусок массой 150 г, температура которого 100оС. Определите температуру воды после установления теплового равновесия. Масса калориметра 100 г. (Подсказка: при теплообмене энергию получает не только вода, но и калориметр).

Домашнее задание на 12.02 (среда):
1. Подготовиться к лабораторным работам номер 1 и 2 (с.220 в учебнике) в тетради для ЛАБОРАТОРНЫХ работ. Прочитать, осознать ход лабораторных, понять что и для чего будем делать. В тетради подготовить оформление (тема, цель, приборы, таблицы, формулы. ),чтобы на уроке только записать результаты и вывод.
2. Читать параграф про плавление, учить определения.
3. По желанию: принести самодельный термос.

Домашнее задание на 14.10 (суббота):
1. Подготовиться к контрольной работе - повторить явления, процессы, определения, формулы, типы решения задач. Принести КАЛЬКУЛЯТОР.
2. Перейти по ссылке https://phys-oge.sdamgia.ru/test?id=497195 и ответить на вопросы. (на сайте необходима регистрация или вход через ВКонтакте). Ваши результаты появятся у меня сразу, как
вы нажмёте кнопочку "проверить". Если будут вопросы, пишите.

Домашнее задание на 22.10 (суббота):
1. Подготовиться к мини-самостоятельной (определения, формулы, задачи на плавление).
2. Параграфы 16, 17 читать, учить.
3. Выполнить тестовое задание из предыдущей работы (кто не выполнит, получит "2").
4. Решить задачи:
- В сосуд налили 50 кг расплавленного железа. Какое количество теплоты выделится при его кристаллизации и охлаждении до 39оС?
- Полярники получают необходимую им воду, растапливая лёд. Какое количество теплоты потребуется для получения 15 л воды, имеющей температуру 10оС, если температура окружающей среды равна -40оС?
- Сколько дров необходимо сжечь в печи с КПД 40%, чтобы получить из 200 кг льда, взятого при температуре -10оС, воду при 20 оС?

Вы познакомились с понятиями количества теплоты и удельной теплоемкости. В уроке “Расчет количества теплоты, необходимого для нагревании тела или выделяемого им при охлаждении” вы познакомились с основной формулой, которую мы будем использовать и в этом уроке:

В данном уроке мы рассмотрим задачи на нахождение различных величин, связанных с нагреванием и охлаждением тел. При их решении вам может понадобиться таблица значений удельной теплоемкости различных веществ из прошлого урока.

Задача №1 на расчет количества теплоты

Рассчитайте количество теплоты, необходимое для нагрева $15 \space кг$ меди на $80 \degree C$.

Дано:
$m = 15 \space кг$
$c = 400 \frac$
$\Delta t = 80 \degree C$

Показать решение и ответ

Решение:

Для решения этой задачи мы будем использовать формулу для расчета количества теплоты, необходимого для нагревания тела:
$Q = cm(t_2 – t_1)$.

В данном случае нам не известны начальная и конечная температуры тела ($t_2$ и $t_1$). Нам известно изменение этой температуры: $\Delta t = t_2 – t_1$. Тогда формула для расчета количества теплоты примет вид:
$Q = cm \Delta t$.

Подставим значения всех величин и рассчитаем количество теплоты:
$Q = 400 \frac \cdot 15 \space кг \cdot 80 \degree C = 480 \space 000 \space Дж = 480 \space кДж$.

Ответ: $Q = 480 \space кДж$.

Задача №2 на расчет количества теплоты

Рассчитайте количество теплоты, необходимое, чтобы нагреть бассейн объемом $300 \space м^3$ на $10 \degree C$.

В задаче идет речь о бассейне, а значит, о пресной воде. Она имеет плотность, равную $1000 \frac$. Запишем условия задачи и решим ее.

Дано:
$V = 300 \space м^3$
$\Delta t = 10 \degree C$
$c = 4200 \frac$
$\rho = 1000 \frac$
$c = 4200 \frac$

Показать решение и ответ

Решение:

Формула для расчета количества теплоты, необходимого для нагревания тела:
$Q = cm(t_2 – t_1)$.

Нам неизвестна масса воды в бассейне, но известен ее объем и плотность. Плотность по определению:
$\rho = \frac$.

Тогда масса будет равна:
$m = \rho V$.

Также нам неизвестны начальная и конечная температуры тела ($t_2$ и $t_1$). Нам известно изменение этой температуры: $\Delta t = t_2 – t_1$. Тогда формула для расчета количества теплоты примет вид:
$Q = c \rho V \Delta t$.

Рассчитаем количество теплоты:
$Q = 4200 \frac \cdot 1000 \frac \cdot 300 \space м^3 \cdot 10 \degree C = 12.6 \cdot 10^9 \space Дж = 12.6 \space ГДж$.

Ответ: $Q = 12.6 \space ГДж$.

Задача №3 на расчет массы

Найдите массу глицерина, если при нагревании от $10 \degree C$ до $15 \degree C$ он поглотил $12 \space кДж$ теплоты. Удельная теплоемкость глицерина равна $2430 \frac$.

Дано:
$Q = 12 \space кДж$
$t_1 = 10 \degree C$
$t_2 = 15 \degree C$
$c = 2430 \frac$

СИ:
$Q = 12 \cdot 10^3 \space Дж$

Посмотреть решение и ответ

Решение:

Формула для расчета количества теплоты, необходимого для нагревания тела:
$Q = cm(t_2 – t_1)$.

Выразим отсюда массу глицерина:
$m = \frac$.

Рассчитаем:
$m = \frac \cdot (15 \degree C – 10 \degree C)> \approx 1 \space кг$.

Ответ: $m \approx 1 \space кг$.

Задача №4 на расчет плотности

Определите плотность машинного масла объемом $1 \space л$, если известно, что для увеличения температуры на $30 \degree C$ ему требуется передать $45 \space кДж$ теплоты. Удельная теплоемкость масла равна $1.67 \frac$.

Дано:
$V = 1 \space л$
$Q = 45 \space кДж$
$c = 1.67 \frac$
$\Delta t = 30 \degree C$

СИ:
$V = 10^ \space м^3$
$Q = 45 \cdot 10^3 \space Дж$
$c = 1.67 \cdot 10^3 \frac$

Посмотреть решение и ответ

Решение:

Формула для расчета количества теплоты, необходимого для нагревания тела:
$Q = cm(t_2 – t_1)$.

Нам известны изменение температуры ($\Delta t = t_2 – t_1$), количество теплоты и удельная теплоемкость машинного масла. Выразим массу и рассчитаем ее:
$m = \frac = \frac \cdot 30 \degree C> \approx 0.9 \space кг$.

По определению плотности:
$\rho = \frac$.

Рассчитаем плотность машинного масла:
$\rho = \frac \space м^3> = 0.9 \cdot 10^3 \frac = 900 \frac$.

Ответ: $\rho = 900 \frac$.

Задача №5 на расчет удельной теплоемкости

В калориметр было налито $450 \space г$ воды, температура которой $20 \degree C$. Когда в эту воду погрузили $200 \space г$ железных опилок, нагретых до $100 \degree C$, температура воды стала равна $24 \degree C$. Определите удельную теплоемкость опилок.

Записывая условия задачи, используем индекс “в” для обозначения величин, связанных с водой, и индекс “ж” для обозначения величин, связанных с железными опилками.

Дано:
$m_в = 450 \space г$
$m_ж = 200 \space г$
$t_ = 20 \degree C$
$t_ = 24 \degree C$
$c_в = 4200 \frac$
$t_ = 100 \degree C$

СИ:
$m_в = 0.45 \space кг$
$m_ж = 0.2 \space кг$

Посмотреть решение и ответ

Решение:

Формула для расчета количества теплоты, необходимого для нагревания тела и выделяемого при его охлаждении:
$Q = cm(t_2 – t_1)$.

Запишем эту формулу для воды:
$Q_в = c_в m_в (t_ – t_)$.

Запишем формулу количества теплоты для железных опилок:
$Q_ж = c_ж m_ж (t_ – t_)$.

Нагретые железные опилки помещают в воду для их охлаждения. Значит, вода будет нагреваться и поглотит некоторое количество теплоты, а опилки будут охлаждаться и выделят некоторое количество теплоты. Т.е., между этими телами будет происходить теплообмен, для которого действует уже известное вам правило:

Если между телами происходит теплообмен, то внутренняя энергия всех нагревающихся тел увеличивается на столько, на сколько уменьшается внутренняя энергия остывающих тел.

Это значит, что количество теплоты $Q_в$, полученное водой, будет равно количеству теплоту $Q_ж$, которое выделится при охлаждении железных опилок, но с обратным знаком: $Q_в = – Q_ж$.

Подставим выражения, которые дает формула для расчета количества теплоты:
$c_в m_в (t_ – t_) = – c_ж m_ж (t_ – t_)$.

После завершения теплообмена температура воды и температура железных опилок будут равны друг другу: $t_в2 = t_ж2 = t_2$.

Подставим в наше равенство и выразим $c_ж$:
$c_ж = – \frac)>)>$.

Ответ: $c_ж \approx 0.5 \frac$.

Задача №6 на использование графика

Используя график зависимости температуры керосина от сообщенного ему количества теплоты (рисунок 1), определите массу керосина.

Для начала нам нужно записать условия задачи. Из графика мы видим, что начальная температура керосина $t_1$ была равна $0 \degree C$. Теперь выберем удобную нам точку на графике. Например, когда керосину сообщили количество теплоты $Q$, равное $2 \space кДж$, его температура $t_2$ стала равной $10 \degree C$. Теперь мы можем записать условия задачи и решить ее. Удельная теплоемкость керосина известна нам из таблицы.

Дано:
$Q = 2 \space кДж$
$t_1 = 0 \degree C$
$t_2 = 10 \degree C$
$c = 2100 \frac$

СИ:
$Q = 2 \cdot 10^3 \space Дж$

Посмотреть решение и ответ

Решение:

Формула для расчета количества теплоты, необходимого для нагревания тела:
$Q = cm(t_2 – t_1)$.

Рассчитаем ее:
$m = \frac \cdot (10 \degree C – 0 \degree C)> \approx 0.095 \space кг \approx 100 \space г$.

Ответ: $m \approx 100 \space г$.

Задача №7 на расчет температуры нагрева

Стальной резец массой $2 \space кг$ был нагрет до температуры $800 \degree C$ и затем опущен в сосуд, содержащий $15 \space л$ воды при температуре $10 \degree C$. До какой температуры нагреется вода в сосуде?

Записывая условия задачи, используем индекс “в” для обозначения величин, связанных с водой, и индекс “р” для обозначения величин, связанных со стальным резцом.

Дано:
$V_в = 15 \space л$
$m_р = 2 \space кг$
$t_ = 800 \degree C$
$c_р = 500 \frac$
$\rho_в = 1000 \frac$
$c_в = 4200 \frac$
$t_ = 10 \degree C$

СИ:
$V_в = 15 \cdot 10^3 м^3$

Посмотреть решение и ответ

Решение:

Когда нагретый резец опускают в холодную воду, между этими двумя телами происходит теплообмен. Резец остывает и выделяет энергию, а вода получает эту энергию и нагревается. Соответственно, количество теплоты, которое выделится при остывании стального резца, численно будет равно количеству теплоту, которое получит вода.

Когда теплообмен завершится,температуры стального резца и воды будут одинаковы: $t_ = t_ = t_2$.

Запишем формулу для расчета количества теплоты, которое выделится при остывании резца:
$Q_р = с_р m_р (t_2 – t_)$.

Запишем формулу для расчета количества теплоты, которое получила вода:
$Q_в = с_в m_в (t_2 – t_)$.

Приравняем правые части этих уравнений, не забыв про знак “минус”, которые указывает на выделение энергии при охлаждении тела:
$с_р m_р (t_2 – t_) = – с_в m_в (t_2 – t_)$.

Раскроем скобки:
$с_р m_р t_2 – с_р m_р t_ = – с_в m_в t_2 + с_в m_в t_$.

Перенесем множители с $t_2$ на одну сторону уравнения и выразим эту температуру, до которой нагреется вода:
$с_р m_р t_2 + с_в m_в t_2 = с_в m_в t_ + с_р m_р t_$,
$t_2 (с_р m_р + с_в m_в) = с_в m_в t_ + с_р m_р t_$,
$t_2 = \frac <с_в m_в t_+ с_р m_р t_>$.

Нам неизвестна масса воды, но известны ее плотность и объем. Выразим и рассчитаем массу через эти величины:
$m_в = \rho_в V_в = 1000 \frac \cdot 15 \cdot 10^3 м^3 = 15 \space кг$.

Ответ: $t_2 \approx 22.3 \degree C$.

Задача №8 на смешивание трех жидкостей

Какой температуры получится вода, если смешать $0.02 \space кг$ воды при $15 \degree C$, $0.03 \space кг$ воды при $25 \degree C$ и $0.01 \space кг$ воды при $60 \degree C$?

Дано:
$m_1 = 0.02 \space кг$
$t_1 = 15 \degree C$
$m_2 = 0.03 \space кг$
$t_2 = 25 \degree C$
$m_3 = 0.01 \space кг$
$t_3 = 60 \degree C$

Посмотреть решение и ответ

Решение:

При смешивании жидкостей разных температур, мы знаем, что внутренняя энергия всех нагревающихся тел увеличивается на столько, на сколько уменьшается внутренняя энергия остывающих тел.

Для смешивания двух жидкостей мы можем записать, что $Q_1 = – Q_2$ или $Q_1 + Q_2 = 0$.

Сначала рассмотрим смешивание первых двух порций воды. Первая порция с температурой $15 \degree C$ будет нагреваться (получать энергию), а вторая порция с температурой $25 degree C$ будет охлаждаться (выделять энергию). Эти энергии будут численно равны друг другу, но противоположны по знаку:
$cm_1(t_ – t_1) = – cm_2(t_ – t_2)$.

Найдем конечную температуру этой смеси:
$m_1(t_ – t_1) = – m_2 (t_ – t_2)$,
$m_1 t_ – m_1 t_1 = -m_2 t_ + m_2 t_2$,
$t_ (m_1 + m_2) = m_1 t_1 + m_2 t_2$,

Так мы получили смесь первой и второй порций воды массой $m_ = 0.05 \space кг$ и температурой $t_ = 21 \degree C$.

Теперь добавим третью порцию воды в полученную смесь. Смесь будет нагреваться (получать энергию), а третья порция воды будет охлаждаться (выделять энергию):
$Q_ = – Q_3$.
$cm_ (t – t_) = – cm_3 (t – t_3)$,
$m_ (t – t_) = – m_3 (t – t_3)$.

Выразим отсюда конечную температуру смеси из трех порций воды $t$:
$m_ t – m_ t_ = -m_3 t + m_3 t_3$,
$t (m_ + m_3) = m_ t_ + m_3 t_3$,
$t = \frac $.

Ответ: $t = 27.5 \degree C$.

Задача №9 на расчет количества теплоты, рассеиваемого в окружающую среду

Электрочайник с водой нагревается от температуры $70 \degree C$ до температуры $80 \degree C$ за $3 \space мин$, а остывает от температуры $80 \degree C$ до температуры $70 \degree C$ за $9 \space мин$. Какая часть количества теплоты, выделяемой спиралью чайника при нагревании воды, рассеивается в окружающую среду? Тепловые потери считать постоянными.

Внесем необходимые пояснения. Спираль чайника передает воде определенное количество теплоты $Q_2$. Часть ее ($Q_1$) рассеивается в окружающую среду. Т.е., количество теплоты $Q_2$, выделяемое спиралью, больше количества теплоты $Q$, необходимого для нагрева воды.

Дано:
$t_1 = 70 \degree C$
$t_2 = 80 \degree C$
$T_1 = 3 \space мин$
$T_2 = 9 \space мин$

Показать решение и ответ

Решение:

Сначала рассчитаем количество теплоты, которое необходимо сообщить воде в чайнике, чтобы ее температура увеличилась с $70 \degree C$ до $80 \degree C$:
$Q = cm(t_2 – t_1)$.

Масса воды в чайнике нам неизвестна, поэтому примем ее, равной $1 \space кг$. Тогда,
$Q = 4200 \frac \cdot 1 \space кг \cdot (80 \degree C – 70 \degree C) = 42 \space 000 \space Дж = 42 \space кДж$.

Когда вода в чайнике остывает с температуры $80 \degree C$ до температуры $70 \degree C$, она выделяет в окружающую среду точно такое же количество энергии $Q$. Остывание происходит за $9 \space мин$. Значит, количество теплоты, которое выделяется в окружающую среду за $1 \space мин$ будет равно:
$Q_0 = \frac \approx 4.7 \frac$.

В условиях задачи сказано, что тепловые потери постоянны. Это означает, что вода массой $1 \space кг$ отдает $4.7 \space кДж$ каждую минуту, в том числе, и при ее нагревании.

Нагревается вода за 3 минуты. За это время она отдает в окружающую среду следующее количество теплоты:
$Q_1 = 4.7 \space кДж \cdot 3 = 14.1 \space кДж$.

Тем не менее, чайник нагрел воду до нужной температуры. Значит, он сообщил воде количество энергии, равное $Q_2 = Q + Q_1$.
$Q_2 = 42 \space кДж + 14.1 \space кДж = 56.1 \space кДж$.

Теперь мы можем рассчитать отношение $\frac$, и узнать какая часть теплоты, выделяемая спиралью чайника, рассеивается в окружающую среду:
$\frac = \frac \approx 0.25$.

Т.е., в окружающую среду рассеивается $\frac$ часть энергии, сообщаемая воде в чайнике.

Можно доказать, что это соотношение останется постоянным для воды любой массы в этой задаче. Чем больше будет масса воды, тем больше энергии ей будет нужно, чтобы нагреться до определенной температуры. Больше будут и тепловые потери. Искомое соотношение же останется неизменным.

Мы старались сделать для вас лучшую статью в интернете.
Поделитесь ею с друзьями, так вы поддержите развитие проекта.

Когда вы делитесь записью, вы помогаете ресурсу расти, что стимулирует нас продолжать развивать проект и радовать вас новым профессиональным контентом.
P.S. Если вы не хотите нас поддержать, нажмите на крестик в правом нижнем углу.

Из чайника выкипела вода объемом 0,5 л , начальная температура которой была 10 градусов С. Какое количество теплоты оказалось излишне затраченным?

Дано:
V=0,5л=0,5*10⁻³м³
р=1*10³ кг/м³
L=2,3*10⁶ Дж/кг
_______________
Решение:
Q=L*m
m=p*V
Q=L*p*V
Q=2,3*10⁶ Дж/кг*1*10³ кг/м³*0,5*10⁻³м³=1,15*10⁶Дж
Ответ: 1,15*10⁶Дж

Если вас не устраивает ответ или его нет, то попробуйте воспользоваться поиском на сайте и найти похожие ответы по предмету школьной программы: физика.
На сегодняшний день (04.12.2021) наш сайт содержит 250031 вопросов, по теме: физика. Возможно среди них вы найдете подходящий ответ на свой вопрос.

Последние опубликованные вопросы

При использовании любых материалов
с данного сайта обязательно активная
гиперссылка на страницу-источник информации.

Все ответы на вопросы школьной программы по различным дисциплинам, а также разбор домашних заданий и многое другое получено из открытых источников или добавлены на сайт пользователями, все материалы доступны бесплатно и как есть.

Читайте также: