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

Стальная деталь массой 10 кг охлаждается на 200 °С. На сколько при этом уменьшается внутренняя энергия детали?

Правильный ответ

Пояснение

Решение.

Для решения задачи воспользуемся понятием изменения внутренней энергии при теплопередаче. Когда тело охлаждается, оно отдаёт некоторое количество теплоты в окружающую среду, и его внутренняя энергия уменьшается на величину этого количества теплоты.

Дано:
$m = 10 \text{ кг}$
$\Delta t = 200 \text{ °C}$
$c = 500 \text{ Дж/(кг} \cdot \text{°C)}$ (удельная теплоёмкость стали — справочная величина)
$\Delta U - ?$

Физический закон и формулы:
Изменение внутренней энергии $\Delta U$ при охлаждении (или нагревании) твёрдого тела равно количеству теплоты $Q$ , которое тело отдаёт (или получает):
$\Delta U = Q$
Количество теплоты, выделяющееся при охлаждении, рассчитывается по формуле:
$Q = c \cdot m \cdot \Delta t$ ,
где:
$c$ — удельная теплоёмкость вещества;
$m$ — масса тела;
$\Delta t$ — изменение температуры тела.

Вычисления:
Подставим числовые значения в формулу:
$\Delta U = 500 \text{ Дж/(кг} \cdot \text{°C)} \cdot 10 \text{ кг} \cdot 200 \text{ °C}$
$\Delta U = 500 \cdot 10 \cdot 200 = 1 \: 000 \: 000 \text{ Дж}$

Переведём полученный результат в мегаджоули (МДж). Известно, что $1 \text{ МДж} = 10^6 \text{ Дж} = 1 \: 000 \: 000 \text{ Дж}$ :
$\Delta U = \frac{1 \: 000 \: 000}{1 \: 000 \: 000} \text{ МДж} = 1 \text{ МДж}$

Ответ: 1 МДж

Источник: ФИПИ