Задание 8

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

Задание №8 — ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Какое количество теплоты необходимо затратить, чтобы нагреть от $–$ 10 °С до температуры плавления кусок льда массой 0,2 кг?

Правильный ответ

4200

Пояснение

Решение.

Для решения задачи проанализируем процесс, описанный в условии. Нам необходимо нагреть лёд от начальной температуры до температуры плавления. Температура плавления льда при нормальном атмосферном давлении составляет $0 \text{ °C}$ .

Дано:
$m = 0,2 \text{ кг}$
$t_1 = -10 \text{ °C}$
$t_2 = 0 \text{ °C}$ (температура плавления льда)
$c = 2100 \text{ Дж/(кг}\cdot\text{°C)}$ (удельная теплоемкость льда — табличное значение)
------------------
$Q - ?$

Физический закон и формулы:
Количество теплоты $Q$ , необходимое для нагревания тела, прямо пропорционально его массе, удельной теплоемкости вещества и изменению температуры. Формула для расчета:
$Q = c \cdot m \cdot (t_2 - t_1)$

Вычисления:
Подставим числовые значения из условия задачи в формулу:
$Q = 2100 \text{ Дж/(кг}\cdot\text{°C)} \cdot 0,2 \text{ кг} \cdot (0 \text{ °C} - (-10 \text{ °C}))$
Разность температур составит:
$\Delta t = 0 - (-10) = 10 \text{ °C}$
Теперь перемножим все величины:
$Q = 2100 \cdot 0,2 \cdot 10 = 2100 \cdot 2 = 4200 \text{ Дж}$

Проверим размерность полученного результата:
$[Q] = \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}} \cdot \text{кг} \cdot \text{°C} = \text{Дж}$ .
Размерность соответствует искомой величине.

Ответ: 4200 Дж

Источник: ФИПИ