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

Чему равна масса воды, если при её нагревании от 20 °С до температуры кипения затрачено количество теплоты, равное 67 200 Дж?

Правильный ответ

0.2

Пояснение

Решение.

Для решения задачи воспользуемся формулой количества теплоты, необходимого для нагревания вещества. Процесс происходит при нормальном атмосферном давлении (так как не указано иное), следовательно, температура кипения воды составляет $100 \text{ °C}$ .

Дано:
$t_1 = 20 \text{ °C}$
$t_2 = 100 \text{ °C}$
$Q = 67\,200 \text{ Дж}$
$c = 4200 \text{ Дж/(кг}\cdot\text{°C)}$ — удельная теплоемкость воды (табличное значение)
--------------------
$m - ?$

Физический закон и вывод 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 массу воды $m$ :
$m = \frac{Q}{c \cdot (t_2 - t_1)}$

Вычисления:
Подставим числовые значения в полученную формулу:
$m = \frac{67\,200 \text{ Дж}}{4200 \text{ Дж/(кг}\cdot\text{°C)} \cdot (100 \text{ °C} - 20 \text{ °C})}$
$m = \frac{67\,200}{4200 \cdot 80} \text{ кг}$
$m = \frac{67\,200}{336\,000} \text{ кг}$
$m = 0,2 \text{ кг}$

Проверим размерность:
$[m] = \frac{\text{Дж}}{\frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}} \cdot \text{°C}} = \frac{\text{Дж}}{\frac{\text{Дж}}{\text{кг}}} = \text{кг}$

Ответ: 0,2 кг

Источник: ФИПИ