Задание 8

Расчёт физической величины: тепловые явления · 65 заданий

Задание №8
№8Сложное
По результатам нагревания тела массой 5 кг, первоначально находившегося в кристаллическом состоянии, построен график зависимости температуры этого тел…
Плавление и кристаллизация
Задание №8
№8Среднее
Какое количество теплоты необходимо затратить, чтобы нагреть кусок льда массой 2 кг от – 10°С до температуры плавления?
Количество теплоты. Теплоёмкость
Задание №8
№8Сложное
На рисунке приведён график зависимости температуры вещества массой 3 кг от полученного им количества теплоты. В начале опыта вещество находится в крис…
Плавление и кристаллизация
Задание №8
№8Среднее
КПД тепловой машины равен 25 %. Какую работу совершила машина, если при сгорании топлива выделилось количество теплоты, равное 1 МДж?
Тепловые двигатели. КПД
Задание №8
№8Лёгкое
На диаграмме для двух веществ приведены значения количества теплоты, необходимого для плавления 500 г вещества, нагретого до температуры плавления. Во…
Плавление и кристаллизация
Задание №8
№8Среднее
Стальная деталь при охлаждении на 200° С отдаёт количество теплоты, равное 1 МДж. Чему равна её масса?
Количество теплоты. Теплоёмкость
Задание №8
№8Лёгкое
В керамическую чашечку (тигель) опустили электрический термометр и насыпали опилки олова. После этого тигель поместили в печь. Диаграмма изменения тем…
Плавление и кристаллизация
Задание №8
№8Лёгкое
Чему равна масса спирта, если в процессе его превращения из газообразного состояния в жидкое при температуре кипения выделилось количество теплоты, ра…
Испарение, конденсация, кипение
Задание №8
№8Лёгкое
На диаграмме для образцов одинаковой массы из двух веществ приведены значения количества теплоты, необходимого для их перехода из жидкого состояния в…
Испарение, конденсация, кипение
Задание №8
№8Сложное
На диаграмме для двух веществ приведены значения количества теплоты, необходимого соответственно для нагревания 1 кг вещества на 10°С и для плавления…
Плавление и кристаллизация
Задание №8
№8Среднее
На диаграмме для двух веществ приведены значения количества теплоты, необходимого соответственно для нагревания 1 кг вещества на 10°С и для плавления…
Плавление и кристаллизация
Задание №8
№8Среднее
КПД тепловой машины равен 30 %. При сгорании топлива выделяется количество теплоты, равное 20 МДж. Какова энергия, которая не используется на совершен…
Тепловые двигатели. КПД

Задание №8 — ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Какое количество теплоты необходимо затратить, чтобы нагреть кусок льда массой 2 кг от $–$ 10 °С до температуры плавления?

Правильный ответ

Пояснение

Решение.

Для решения задачи запишем краткое условие и переведём все величины в систему СИ. Температура плавления льда при нормальном атмосферном давлении составляет $0 \text{ °C}$ .

Дано:
$m = 2 \text{ кг}$
$t_1 = -10 \text{ °C}$
$t_2 = 0 \text{ °C}$
$c = 2100 \text{ Дж/(кг}\cdot\text{°C)}$ (удельная теплоёмкость льда — табличное значение)
Найти:
$Q - ?$

Математическая модель и вычисления:

1. Процесс, описываемый в задаче, — это нагревание твёрдого тела (льда) без изменения его агрегатного состояния. Количество теплоты, необходимое для нагревания вещества, рассчитывается по формуле:
$Q = c \cdot m \cdot (t_2 - t_1)$

2. Проверим размерность полученного выражения:
$[Q] = \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}} \cdot \text{кг} \cdot \text{°C} = \text{Дж}$

3. Подставим числовые значения из условия задачи в формулу:
$Q = 2100 \text{ Дж/(кг}\cdot\text{°C)} \cdot 2 \text{ кг} \cdot (0 \text{ °C} - (-10 \text{ °C}))$
$Q = 2100 \cdot 2 \cdot 10 = 42000 \text{ Дж}$

4. Переведём полученный результат в килоджоули (кДж), учитывая, что $1 \text{ кДж} = 1000 \text{ Дж}$ :
$Q = \frac{42000}{1000} \text{ кДж} = 42 \text{ кДж}$

Ответ: 42 кДж

Источник: ФИПИ