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 отдаваемого им количества теплоты Q. Масса тела равна 4 кг. Чему равна удельная теплоёмкость вещества этого тела?

Правильный ответ

250

Пояснение

Решение.

Для решения задачи проанализируем представленный график зависимости температуры $t$ тела от отдаваемого им количества теплоты $Q$ . На графике мы видим процесс охлаждения твёрдого тела.

Дано:
$m = 4$ кг — масса тела;
$Q = 200$ кДж $= 200 \cdot 10^{3}$ Дж — количество теплоты, которое отдало тело (согласно графику, при этом значении $Q$ температура достигает конечной точки);
$t_{1} = 400$ °C — начальная температура тела (точка на оси ординат при $Q = 0$ );
$t_{2} = 200$ °C — конечная температура тела (соответствует значению $Q = 200$ кДж).
--------------------
$c - ?$ — удельная теплоёмкость вещества.

Математическое описание и вычисления:

1. Количество теплоты, которое выделяется при охлаждении тела, рассчитывается по формуле:
$Q = c \cdot m \cdot (t_{1} - t_{2})$ ,
где $c$ — удельная теплоёмкость вещества, $m$ — масса тела, $(t_{1} - t_{2})$ — изменение температуры (разность между начальной и конечной температурами).

2. Из этой формулы выразим удельную теплоёмкость $c$ :
$c = \frac{Q}{m \cdot (t_{1} - t_{2})}$ .

3. Определим изменение температуры тела по графику:
$\Delta t = t_{1} - t_{2} = 400 \text{ °C} - 200 \text{ °C} = 200 \text{ °C}$ .

4. Подставим числовые значения в рабочую формулу:
$c = \frac{200 \cdot 10^{3} \text{ Дж}}{4 \text{ кг} \cdot 200 \text{ °C}}$ .
Сократим на 200:
$c = \frac{1000 \text{ Дж}}{4 \text{ кг} \cdot \text{ °C}} = 250 \frac{\text{ Дж}}{\text{ кг} \cdot \text{ °C}}$ .

5. Проверим размерность:
$[c] = \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}}$ . Полученная единица измерения соответствует искомой величине.

Ответ: 250 $\frac{Дж}{кг \cdot °С}$ .

Источник: ФИПИ