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

Какое количество теплоты необходимо затратить, чтобы нагреть до температуры кипения 0,2 кг воды, взятой при температуре 20 °С?

Правильный ответ

67200

Пояснение

Решение.

Для решения задачи нам необходимо рассчитать количество теплоты, которое требуется для нагревания воды. Процесс нагревания описывается формулой, связывающей массу вещества, его удельную теплоёмкость и изменение температуры.

Дано:
$m = 0,2$ кг
$t_1 = 20$ °C
$t_2 = 100$ °C (температура кипения воды при нормальном атмосферном давлении)
$c = 4200$ Дж/(кг·°C) (удельная теплоёмкость воды — табличное значение)
$Q - ?$

Физические законы и вычисления:

1. Количество теплоты $Q$ , необходимое для нагревания вещества массой $m$ от начальной температуры $t_1$ до конечной температуры $t_2$ , вычисляется по формуле:
$Q = c \cdot m \cdot (t_2 - t_1)$

2. Проверим размерность полученной величины:
$[Q] = \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}} \cdot \text{кг} \cdot \text{°C} = \text{Дж}$
Единицы измерения соответствуют искомой величине.

3. Подставим числовые значения из условия задачи в формулу:
$Q = 4200 \cdot 0,2 \cdot (100 - 20)$

4. Проведём пошаговые вычисления:
Сначала найдём разность температур:
$\Delta t = 100 - 20 = 80$ °C
Затем перемножим значения:
$Q = 4200 \cdot 0,2 \cdot 80$
$Q = 840 \cdot 80$
$Q = 67200$ Дж

Ответ: 67200 Дж

Источник: ФИПИ