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

На рисунке представлен график зависимости температуры tтвёрдого тела от полученного им количества теплоты Q. Масса тела $–$ 5 кг. Чему равна удельная теплоёмкость вещества этого тела?

Правильный ответ

200

Пояснение

Решение.

Для решения задачи проанализируем представленный график зависимости температуры $t$ от полученного количества теплоты $Q$ . На графике изображён процесс нагревания твёрдого тела.

Дано:
$m = 5$ кг
Из графика выберем удобную точку для определения значений $Q$ и $t$ :
Начальная температура: $t_1 = 100 \text{ °C}$
Конечная температура: $t_2 = 400 \text{ °C}$
Количество теплоты, полученное при этом нагреве: $Q = 300 \text{ кДж} = 300 \cdot 10^3 \text{ Дж}$
------------------
$c - ?$

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:
$Q = c \cdot m \cdot (t_2 - t_1)$ ,
где $c$ — удельная теплоёмкость вещества.

Из этой формулы выразим удельную теплоёмкость $c$ :
$c = \frac{Q}{m \cdot (t_2 - t_1)}$

Вычисления:
Подставим числовые значения из условия и графика в рабочую формулу:
$c = \frac{300 \cdot 10^3 \text{ Дж}}{5 \text{ кг} \cdot (400 \text{ °C} - 100 \text{ °C})}$
$c = \frac{300000 \text{ Дж}}{5 \text{ кг} \cdot 300 \text{ °C}}$
$c = \frac{300000}{1500} \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}}$
$c = 200 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}}$

Проверка размерности: $\frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}}$ соответствует искомой единице удельной теплоёмкости.

Ответ: 200 $\frac{Дж}{кг \cdot °С}$

Источник: ФИПИ