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

Определите массу воды, которую можно нагреть от 20 °С до кипения, сообщив ей 1,68 МДж теплоты.

Правильный ответ

Пояснение

Решение.

Для решения задачи воспользуемся формулой количества теплоты, необходимого для нагревания вещества.

Дано:
$t_{1} = 20 \text{ °C}$
$t_{2} = 100 \text{ °C}$ (температура кипения воды при нормальном атмосферном давлении)
$Q = 1,68 \text{ МДж} = 1,68 \cdot 10^{6} \text{ Дж}$
$c = 4200 \text{ Дж/(кг} \cdot \text{°C)}$ (удельная теплоёмкость воды — табличное значение)
Найти:
$m - ?$

Физический закон и формулы:
Количество теплоты $Q$ , необходимое для нагревания тела массой $m$ от температуры $t_{1}$ до температуры $t_{2}$ , вычисляется по формуле:
$Q = c \cdot m \cdot (t_{2} - t_{1})$

Из этой формулы выразим искомую массу воды $m$ :
$m = \frac{Q}{c \cdot (t_{2} - t_{1})}$

Вычисления:
Подставим числовые значения в полученную рабочую формулу:
$m = \frac{1,68 \cdot 10^{6} \text{ Дж}}{4200 \text{ Дж/(кг} \cdot \text{°C)} \cdot (100 \text{ °C} - 20 \text{ °C})}$
$m = \frac{1 680 000}{4200 \cdot 80} \text{ кг}$
$m = \frac{1 680 000}{336 000} \text{ кг}$
$m = 5 \text{ кг}$

Проверим размерность:
$[m] = \frac{\text{Дж}}{\frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}} \cdot \text{°C}} = \frac{\text{Дж}}{\frac{\text{Дж}}{\text{кг}}} = \text{кг}$ .
Размерность совпадает с единицей измерения массы.

Ответ: 5 кг

Источник: ФИПИ