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

В печь поместили некоторое количество алюминия. Диаграмма изменения температуры алюминия с течением времени показана на рисунке. Печь при постоянном нагреве каждую минуту передаёт алюминию количество теплоты, равное в среднем 1 кДж. Какое количество теплоты потребовалось для плавления алюминия?

Правильный ответ

Пояснение

Решение.

Для решения задачи проанализируем график зависимости температуры алюминия от времени нагревания.

1. Анализ графика:
На графике представлены три этапа теплового процесса:
— От $0$ до $5$ мин: нагревание твердого алюминия до температуры плавления.
— От $5$ до $20$ мин: процесс плавления. В это время температура вещества остается постоянной, так как вся подводимая энергия расходуется на разрушение кристаллической решетки.
— От $20$ до $25$ мин: нагревание уже расплавленного алюминия (жидкости).
Следовательно, процесс плавления длился от $t_1 = 5$ мин до $t_2 = 20$ мин.

2. Определение времени плавления:
Вычислим продолжительность процесса плавления $\Delta t$ :
$\Delta t = t_2 - t_1 = 20 \text{ мин} - 5 \text{ мин} = 15 \text{ мин}$ .

3. Расчет количества теплоты:
По условию задачи, печь передает алюминию количество теплоты $q = 1 \text{ кДж}$ каждую минуту. Мощность нагревателя можно считать постоянной.
Общее количество теплоты $Q$ , полученное алюминием за время плавления, равно произведению ежеминутного тепла на время процесса:
$Q = q \cdot \Delta t$
Подставим числовые значения:
$Q = 1 \frac{\text{кДж}}{\text{мин}} \cdot 15 \text{ мин} = 15 \text{ кДж}$ .

Ответ: 15 кДж

Источник: ФИПИ