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
Зависимость температуры 1 кг воды от времени при непрерывном охлаждении представлена на графике. Какое количество теплоты выделилось при охлаждении льда?
Правильный ответ
42
Пояснение
Решение.
Для решения задачи проанализируем график зависимости температуры t от времени τ. На графике можно выделить три характерных участка процесса теплоотдачи:
1. От 0 до 10 мин — охлаждение жидкой воды от 20 °C до 0 °C.
2. От 10 до 50 мин — кристаллизация (замерзание) воды при постоянной температуре 0 °C. В конце этого этапа вся вода превратилась в лёд.
3. От 50 до 55 мин (согласно делениям на оси времени) — охлаждение уже образовавшегося льда.
Нас интересует количество теплоты, выделившееся именно при охлаждении льда (третий участок графика).
Дано:
m=1 кг
t1=0 °C (начальная температура льда)
t2=−20 °C (конечная температура льда согласно графику)
cльда=2100 Дж/(кг⋅°C) (табличное значение удельной теплоемкости льда)
Найти:
Qохл. льда−?
Математическая модель и вычисления:
Количество теплоты, выделяющееся при охлаждении вещества, рассчитывается по формуле:
Q=c⋅m⋅(t2−t1)
Так как теплота выделяется (тело отдает энергию), значение получится отрицательным. Для ответа на вопрос «какое количество теплоты выделилось» мы берем модуль этой величины:
Qвыд=cльда⋅m⋅∣t2−t1∣
Подставим численные значения:
Qвыд=2100 Дж/(кг⋅°C)⋅1 кг⋅∣−20 °C−0 °C∣
Qвыд=2100⋅1⋅20=42000 Дж
Переведем полученный результат в килоджоули (кДж), так как в условии требуется ответ в этих единицах:
1 кДж=1000 Дж
Qвыд=100042000 кДж=42 кДж
Ответ: 42 кДж
Источник: ФИПИ