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 показан график зависимости температуры вещества от полученного им количества теплоты. Масса вещества равна 0,4 кг. Первоначально вещество было в твёрдом состоянии. Какова удельная теплота плавления вещества?

Правильный ответ

750

Пояснение

Решение.

Для решения задачи проанализируем график зависимости температуры вещества от полученного количества теплоты $Q$ . По условию, первоначально вещество находилось в твёрдом состоянии.

1. Анализ графика:
- Первый участок (от $0$ до $1 \cdot 10^5$ Дж) соответствует нагреванию твёрдого вещества до температуры плавления.
- Второй участок — горизонтальный (от $1 \cdot 10^5$ Дж до $4 \cdot 10^5$ Дж). На этом этапе температура вещества не меняется, несмотря на подведение тепла. Это означает, что происходит фазовый переход — плавление вещества.
- Третий участок (свыше $4 \cdot 10^5$ Дж) соответствует нагреванию вещества, уже перешедшего в жидкое состояние.

2. Определение количества теплоты на плавление:
Количество теплоты $Q_{пл}$ , затраченное на плавление, равно разности значений теплоты в конце и в начале процесса плавления:
$Q_{пл} = Q_2 - Q_1$
По графику: $Q_1 = 1 \cdot 10^5$ Дж, $Q_2 = 4 \cdot 10^5$ Дж.
$Q_{пл} = 4 \cdot 10^5 - 1 \cdot 10^5 = 3 \cdot 10^5$ Дж.

Дано:
$m = 0,4$ кг
$Q_{пл} = 3 \cdot 10^5$ Дж
$\lambda - ?$

Физический закон и расчет:
Количество теплоты, необходимое для плавления кристаллического вещества массой $m$ , взятого при температуре плавления, вычисляется по формуле:
$Q_{пл} = \lambda \cdot m$ ,
где $\lambda$ — удельная теплота плавления вещества.

Выразим удельную теплоту плавления:
$\lambda = \frac{Q_{пл}}{m}$

Подставим числовые значения:
$\lambda = \frac{3 \cdot 10^5 \text{ Дж}}{0,4 \text{ кг}} = \frac{300000}{0,4} \text{ Дж/кг} = 750000 \text{ Дж/кг}$

Переведем ответ в кДж/кг (так как в подобных задачах часто требуется такая единица, либо для сопоставления с ответом):
$\lambda = 750 \text{ кДж/кг}$

Ответ: 750 кДж/кг (или 750000 Дж/кг)

Источник: ФИПИ