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

При нагревании и последующем плавлении кристаллического вещества массой 100 г измеряли его температуру и количество теплоты, сообщённое ему. Данные измерений представлены в виде таблицы. Последнее измерение соответствует окончанию процесса плавления. Считая, что потерями энергии можно пренебречь, определите удельную теплоту плавления вещества.

Q, кДж	0	2,4	4,8	7,2	9,6	12
t, °C	50	150	250	250	250	250

Правильный ответ

Пояснение

Решение.

Для решения задачи проанализируем данные в таблице, чтобы разделить процессы нагревания и плавления вещества.

1. Анализ процессов:
Из таблицы видно, что при сообщении количества теплоты от $0$ до $4,8$ кДж температура вещества растёт от $50$ °C до $250$ °C. Это соответствует процессу нагревания твёрдого вещества.
Начиная с отметки $Q_1 = 4,8$ кДж и до конца измерений $Q_2 = 12$ кДж, температура остаётся неизменной и равной $250$ °C. Постоянство температуры при подводе тепла указывает на фазовый переход — процесс плавления. Следовательно, температура плавления данного вещества составляет $250$ °C.

2. Определение количества теплоты на плавление:
Количество теплоты $\Delta Q$ , затраченное исключительно на плавление вещества, равно разности между общим количеством теплоты в конце процесса и количеством теплоты, подведённым к моменту начала плавления:
$\Delta Q = Q_2 - Q_1$
$\Delta Q = 12 \text{ кДж} - 4,8 \text{ кДж} = 7,2 \text{ кДж}$ .

3. Расчёт удельной теплоты плавления:
Формула для количества теплоты при плавлении: $\Delta Q = \lambda \cdot m$ , где $\lambda$ — удельная теплота плавления, $m$ — масса вещества.
Выразим удельную теплоту плавления:
$\lambda = \frac{\Delta Q}{m}$ .

Переведём массу вещества в систему СИ:
$m = 100 \text{ г} = 0,1 \text{ кг}$ .

Подставим значения в формулу:
$\lambda = \frac{7,2 \text{ кДж}}{0,1 \text{ кг}} = 72 \text{ кДж/кг}$ .

Дано:
$m = 100 \text{ г} = 0,1 \text{ кг}$
$Q_1 = 4,8 \text{ кДж}$ (начало плавления)
$Q_2 = 12 \text{ кДж}$ (конец плавления)
$\lambda - ?$

Вычисления:
$\lambda = \frac{12 \text{ кДж} - 4,8 \text{ кДж}}{0,1 \text{ кг}} = \frac{7,2 \text{ кДж}}{0,1 \text{ кг}} = 72 \text{ кДж/кг}$ .

Ответ: 72 кДж/кг

Источник: ФИПИ