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
Килограммовый кусок льда внесли с мороза в тёплое помещение. Зависимость температуры льда от времени представлена на рисунке. Какое количество теплоты получил лёд в течение первых 5 мин.?
Правильный ответ
42
Пояснение
Решение.
Проанализируем график зависимости температуры льда t от времени τ. На графике видно несколько этапов тепловых процессов:
1. Первый участок (наклонная линия вверх) соответствует нагреванию льда от начальной температуры до температуры плавления.
2. Второй участок (горизонтальная линия) соответствует процессу плавления льда при постоянной температуре 0 ∘C.
3. Третий участок соответствует нагреванию уже образовавшейся воды.
По условию задачи нам необходимо найти количество теплоты, полученное льдом в течение первых 5 минут.
Определим по графику состояние льда в этот промежуток времени:
- В момент времени τ0=0 мин начальная температура льда t1=−20 ∘C.
- В момент времени τ=5 мин (первое деление на оси времени, так как 20 минут разделены на 4 интервала) температура льда достигает t2=0 ∘C.
Следовательно, в течение первых 5 минут происходит только процесс нагревания льда.
Дано:
m=1 кг
t1=−20 ∘C
t2=0 ∘C
cльда=2100 Дж/(кг⋅∘C) (справочная величина)
Найти:
Q−?
Математическая модель и вычисления:
Количество теплоты, необходимое для нагревания вещества, рассчитывается по формуле:
Q=c⋅m⋅(t2−t1)
Подставим численные значения в формулу:
Q=2100 Дж/(кг⋅∘C)⋅1 кг⋅(0 ∘C−(−20 ∘C))
Q=2100⋅1⋅20=42000 Дж
Переведем полученный результат в килоджоули (кДж):
1 кДж=1000 Дж
Q=100042000 кДж=42 кДж
Ответ: 42 кДж
Источник: ФИПИ