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 выделится при охлаждении 4 кг свинца, находящегося в твёрдом состоянии, от температуры кристаллизации до 27 °С?

Правильный ответ

156

Пояснение

Решение.

Для решения задачи нам необходимо рассчитать количество теплоты, которое выделяется при охлаждении твёрдого тела. Процесс охлаждения описывается формулой, связывающей массу вещества, его удельную теплоёмкость и изменение температуры.

Дано:
$m = 4 \text{ кг}$
$t_2 = 27 \text{ °C}$
$c = 130 \text{ Дж/(кг}\cdot\text{°C)}$ (удельная теплоёмкость свинца из справочных данных)
$t_1 = 327 \text{ °C}$ (температура плавления/кристаллизации свинца из справочных данных)
$Q - ?$

Физический закон и формулы:
Количество теплоты $Q$ , выделяющееся при охлаждении вещества в одном агрегатном состоянии, вычисляется по формуле:
$Q = c \cdot m \cdot (t_1 - t_2)$ ,
где:
$c$ — удельная теплоёмкость вещества;
$m$ — масса вещества;
$t_1$ — начальная температура (в данном случае температура кристаллизации);
$t_2$ — конечная температура.

Вычисления:
1. Сначала определим разность температур:
$\Delta t = t_1 - t_2 = 327 \text{ °C} - 27 \text{ °C} = 300 \text{ °C}$ .
2. Подставим значения в основную формулу:
$Q = 130 \text{ Дж/(кг}\cdot\text{°C)} \cdot 4 \text{ кг} \cdot 300 \text{ °C}$ .
3. Проведём расчёт:
$Q = 130 \cdot 1200 = 156000 \text{ Дж}$ .
4. Переведём полученный результат в килоджоули (1 кДж = 1000 Дж):
$Q = \frac{156000}{1000} \text{ кДж} = 156 \text{ кДж}$ .

Проверка размерности:
$[Q] = \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}} \cdot \text{кг} \cdot \text{°C} = \text{Дж}$ .
Единицы измерения соответствуют искомой величине.

Ответ: 156 кДж

Источник: ФИПИ