Расчётная задача (повышенный уровень) · 82 задания
- Задание №20№20Сложное
В электрическую сеть с напряжением 220 В включены шесть резисторов по схеме, изображённой на рисунке. Определите мощность, потребляемую резистором R₆.
Закон Ома
- Задание №20№20Среднее
Брусок массой 200 г, движущийся по гладкой горизонтальной поверхности, подъезжает к границе, где гладкая поверхность заканчивается и начинается шерохо…
Кинетическая и потенциальная энергия
- Задание №20№20Среднее
Резистор № 1 сопротивлением 25 Ом включён последовательно с резистором № 2 в сеть с напряжением 220 В. Чему равно сопротивление резистора № 2, если мо…
Закон Ома
- Задание №20№20Среднее
Нагреватель включён последовательно с резистором сопротивлением 9 Ом в сеть с напряжением 240 В. Чему равно сопротивление нагревателя, если мощность,…
Закон Ома
- Задание №20№20Сложное
В электрическую сеть с напряжением 220 В включены шесть резисторов по схеме, изображённой на рисунке. Определите мощность, потребляемую резистором R₄.
Расчётная задача
- Задание №20№20Лёгкое
Брусок массой 100 г движется по гладкой горизонтальной поверхности. Со скоростью 4 м/с он подъезжает к границе, где гладкая поверхность заканчивается…
Кинетическая и потенциальная энергия
- Задание №20№20Сложное
В электрическую сеть с напряжением 180 В включены шесть резисторов по схеме, изображённой на рисунке. Определите мощность, потребляемую резистором R₁.
Закон Ома
- Задание №20№20Сложное
В электрическую сеть с напряжением 200 В включены пять резисторов по схеме, изображённой на рисунке. Сопротивления резисторов равны: R₁ = 10 Ом, R₂ =…
Закон Ома
- Задание №20№20Сложное
В электрическую сеть с напряжением 200 В включены пять резисторов по схеме, изображённой на рисунке. Сопротивления резисторов равны: R₁ = 10 Ом, R₂ =…
Закон Ома
- Задание №20№20Лёгкое
Какую по величине работу должна совершить сила трения для полной остановки тела массой 1000 кг, движущегося по горизонтальной поверхности со скоростью…
Кинетическая и потенциальная энергия
- Задание №20№20Лёгкое
Участок цепи содержит три лампы, каждая сопротивлением 240 Ом, соединенные параллельно. Лампы включены в сеть, напряжение которой 120 В. Определите мо…
Соединения проводников
- Задание №20№20Среднее
Тело массой 200 г брошено вертикально вверх с начальной скоростью 20 м/с. На какой высоте относительно точки бросания кинетическая энергия тела будет…
Закон сохранения энергии
Определите количество теплоты, которое выделится при кристаллизации
и последующем остывании до 27 °С расплавленного свинца массой 800 г, находящегося при температуре плавления.
Решение
Решение.
Для решения задачи проанализируем происходящие физические процессы. Свинец уже находится при температуре плавления, значит, сначала он будет кристаллизоваться (переходить из жидкого состояния в твёрдое), при этом выделяется энергия. Затем получившийся твёрдый свинец будет охлаждаться от температуры плавления до конечной температуры 27 °C, также выделяя теплоту.
Дано:
m=800 г=0,8 кг
t1=327 °C (температура плавления свинца по таблице)
t2=27 °C
λ=2,5⋅104 Дж/кг (удельная теплота плавления свинца)
c=130 Дж/(кг⋅°C) (удельная теплоёмкость свинца)
Qобщ−?
Физические законы и формулы:
1) Количество теплоты, выделяющееся при кристаллизации вещества массой m:
Q1=λ⋅m
2) Количество теплоты, выделяющееся при охлаждении твёрдого тела:
Q2=c⋅m⋅(t1−t2)
3) Общее количество теплоты равно сумме теплот на каждом этапе:
Qобщ=Q1+Q2
Вывод рабочей формулы:
Подставим выражения для Q1 и Q2 в итоговую формулу:
Qобщ=λ⋅m+c⋅m⋅(t1−t2)
Для удобства вычислений вынесем массу за скобки:
Qобщ=m⋅(λ+c⋅(t1−t2))
Вычисления:
Подставим числовые значения из условия и справочных данных:
Qобщ=0,8 кг⋅(25000 Дж/кг+130 Дж/(кг⋅°C)⋅(327 °C−27 °C))
1) Разность температур: 327−27=300 °C
2) Теплота на охлаждение (на 1 кг): 130⋅300=39000 Дж/кг
3) Сумма удельных величин: 25000+39000=64000 Дж/кг
4) Итоговая теплота: Qобщ=0,8⋅64000=51200 Дж
Переведём в килоджоули: 51200 Дж=51,2 кДж
Проверка размерности:
[Q]=кг⋅(Дж/кг+Дж/(кг⋅°C)⋅°C)=кг⋅Дж/кг=Дж
Ответ: Qобщ=51200 Дж=51,2 кДж
Источник: ФИПИ