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
Температура в лаборатории поддерживается равной 25 °С. В помещение лаборатории вносят два алюминиевых бруска. Первый брусок имеет массу 5 кг и начальную температуру 200 °С, а второй – массу 2 кг и температуру 100 °С. Первый брусок кладут поверх второго. Какую примерно температуру будут иметь оба бруска при достижении теплового равновесия?
Правильный ответ
25
Пояснение
Решение.
Для решения задачи проанализируем условия теплообмена. В системе взаимодействуют три тела: первый алюминиевый брусок, второй алюминиевый брусок и окружающая среда (воздух в лаборатории).
Согласно условию, в лаборатории поддерживается постоянная температура tвозд=25 °C. Это означает, что помещение обладает огромной теплоемкостью по сравнению с брусками, и любая теплота, отданная брусками, в конечном итоге будет поглощена окружающей средой до тех пор, пока температуры тел не выровняются с температурой воздуха.
Рассмотрим процесс поэтапно:
1. Когда горячие бруски (200 °С и 100 °С) приводят в соприкосновение, между ними начинается теплообмен. Первый брусок отдает энергию второму.
2. Одновременно с этим оба бруска находятся в лаборатории, температура которой значительно ниже (25 °С). Следовательно, оба бруска будут отдавать теплоту окружающему воздуху.
3. Состояние теплового равновесия в данной системе наступит тогда, когда температуры всех тел, участвующих в теплообмене, сравняются.
Так как температура в лаборатории поддерживается неизменной, то через достаточно длительный промежуток времени оба алюминиевых бруска остынут до температуры окружающей среды.
Дано:
tвозд=25 °C
m1=5 кг
t1=200 °C
m2=2 кг
t2=100 °C
c=920 Дж/(кг⋅°C) (удельная теплоемкость алюминия)
Найти:
θ — ? (установившаяся температура)
Математическое описание и вывод:
При достижении теплового равновесия с окружающей средой, температура любого тела, помещенного в эту среду, становится равной температуре этой среды, если нет внутренних источников тепла.
θ=tвозд
Подставим значение:
θ=25 °C
Ответ: 25 °С
Источник: ФИПИ