Задание 8

Расчёт физической величины: тепловые явления · 65 заданий

Задание №8
№8
По результатам нагревания тела массой 5 кг, первоначально находившегося в кристаллическом состоянии, построен график зависимости температуры этого тел…
Плавление и кристаллизация
Задание №8
№8
Какое количество теплоты необходимо затратить, чтобы нагреть кусок льда массой 2 кг от – 10 °С до температуры плавления?
Количество теплоты. Теплоёмкость
Задание №8
№8
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
№8
КПД тепловой машины равен 25 %. Какую работу совершила машина, если при сгорании топлива выделилось количество теплоты, равное 1 МДж?
Тепловые двигатели. КПД
Задание №8
№8
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
№8
Стальная деталь при охлаждении на 200 ° С отдаёт количество теплоты, равное 1 МДж. Чему равна её масса?
Количество теплоты. Теплоёмкость
Задание №8
№8
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
№8
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
№8
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
№8
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
№8
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
№8
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

На рисунке представлен график зависимости температуры tтвёрдого тела от полученного им количества теплоты Q. Масса тела $–$ 2 кг. Чему равна удельная теплоёмкость вещества этого тела?

Правильный ответ

500

Пояснение

Решение.

Для решения задачи проанализируем график зависимости температуры $t$ от полученного количества теплоты $Q$ . На графике изображён процесс нагревания твёрдого тела.

Дано:
$m = 2 \text{ кг}$
По графику выберем удобную точку для определения переданного тепла и изменения температуры.
Начальная точка графика: $Q_1 = 0 \text{ кДж}$ , $t_1 = 100 \text{ °C}$ .
Конечная точка графика: $Q_2 = 300 \text{ кДж}$ , $t_2 = 400 \text{ °C}$ .
Переведём значения в систему СИ:
$Q = Q_2 - Q_1 = 300 \text{ кДж} = 300 \cdot 10^3 \text{ Дж} = 300000 \text{ Дж}$
$\Delta t = t_2 - t_1 = 400 \text{ °C} - 100 \text{ °C} = 300 \text{ °C}$
Найти: $c - ?$

Физический закон и расчёт:
Количество теплоты, необходимое для нагревания тела, вычисляется по формуле:
$Q = c \cdot m \cdot \Delta t$ ,
где $c$ — удельная теплоёмкость вещества, $m$ — масса тела, $\Delta t$ — изменение температуры.

Из этой формулы выразим удельную теплоёмкость:
$c = \frac{Q}{m \cdot \Delta t}$

Подставим числовые значения в полученную рабочую формулу:
$c = \frac{300000 \text{ Дж}}{2 \text{ кг} \cdot 300 \text{ °C}}$
$c = \frac{300000}{600} \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}}$
$c = 500 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}}$

Проверим размерность: $\frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}}$ , что соответствует искомой величине.

Ответ: 500 $\frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}}$

Источник: ФИПИ