Температура куска свинца массой 1 кг равна 37 какое количество теплоты: Температура куска свинца массой 1 кг равна 37°С. Какое количество теплоты надо передать этому куску,…

Тренировочные задачи по физике для 8 класса

                               Тренировочные задачи по физике для 8 класса.

Автор-составитель: учитель физики  Трещина Екатерина Игоревна,      

г. Таганрог, МОБУ СОШ № 24

Предлагаю вашему вниманию подборку задач для подготовки к ОГЭ по физике. Задачи можно использовать для подготовки к контрольным и зачетным работам, для индивидуальной работы с учениками. Варианты контрольной  и зачетной работ (на выбор) представлены после подборки задач.

Теплопередача и работа

Задачи

Часть А

1. Какое количество теплоты потребуется для нагревания стального бруска массой 0,5 кг от 10⁰ до 40 °С?

2. Какое количество теплоты получила вода массой 200 г при нагревании от 10⁰С до 30 °С?

3. Какое количество теплоты необходимо для нагревания железного утюга массой 2 кг от 20⁰С до 320 °С?

4. Какое количество теплоты потребуется для нагревания на 10⁰С олова массой 500 г?

5. Какое количество теплоты потребуется для увеличения температуры латуни массой 0,2 т на 1 °С?

6. Кирпичная печь массой 1 т остывает от 20⁰С до 10 °С. Какое количество теплоты при этом выделяется?

7. Чугунная болванка массой 32 кг остывает от 1115⁰С до 15 °С. Какое количество теплоты при этом выделяется?

8. Какое количество теплоты выделится при охлаждении 100 г олова, взятого при температуре 82°С, на 50°С ?

9. Какое количество теплоты выделила вода массой 100 г при остывании от 45⁰С до 25 °С?

10. После обработки алюминиевой детали на станке температура ее понизилась от 420⁰С до 20 °С. На сколько при этом уменьшилась внутренняя энергия детали, если ее масса 0,5 кг?

11. Какое количество теплоты отдаст кирпичная печь массой 0,35 т, остывая с изменением температуры на 50 °С?

12. На сколько уменьшится внутренняя энергия латунной гири массой 200 г, если ее охладить на 10 °С?

13. Для нагревания вещества массой 10 кг на 10 °С потребовалось 420 кДж энергии. Какое вещество нагрели?

14. Нагретый камень массой 5 кг, охлаждаясь в воде на 1 °С,  передает ей количество теплоты 2,1 кДж. Чему равна удельная теплоемкость камня?

15. Для нагревания 100 г металла от 20⁰С до 40 °С потребовалось 260 Дж энергии. Что это за металл? (Определить удельную теплоемкость.)

16. При охлаждении жидкости массой 210 кг от 25⁰С до 15 °С выделилось 4,41 МДж теплоты. Что это за жидкость?

17. Стальное сверло при работе получило 5 кДж энергии и нагрелось от 15 до 115 °С. Какова масса этого сверла?

18. Мальчик вычислил, что при нагревании воды от 15°С до кипения внутренняя энергия ее увеличится на 178,5 кДж. Какова масса нагреваемой воды?

19. Стальной молоток был нагрет для закалки до температуры 720 °С, затем быстро охлажден до температуры 10°С. При этом он отдал окружающей среде 298,2 кДж энергии. Найти массу молотка.

20. Кирпичная печь, остыв на 50°С, отдала комнате 15400 кДж энергии. Какова масса этой печи?

21. Какую массу воды можно нагреть от 15⁰С до 45 °С, затратив для этого 1260 кДж энергии?

22. Какое количество воды можно нагреть от 10⁰С до 60 °С, затратив для этого 210 кДж энергии?

 23. На сколько нужно повысить температуру куска свинца массой 100 г, чтобы внутренняя энергия его увеличилась на 280 Дж?

24. При охлаждении куска олова массой 20 г. внутренняя энергия его уменьшилась на 1 кДж. На сколько изменилась температура олова?

25. На сколько градусов нагреется цинковая деталь массой 40 г, если ей сообщить 760 Дж энергии?

26. Какое количество теплоты выделяется при полном сгорании 2,5 кг природного газа?

27. Какое количество теплоты выделяется при полном сгорании бензина массой 5 кг?

28. Какое количество теплоты выделяется при полном сгорании 1,5 т каменного угля?

29. Сколько энергии выделится при полном сгорании древесного угля массой 15 кг?

30. Какое количество теплоты выделится при полном сгорании пороха массой 25 г?

31. Какое количество теплоты выделится при полном сгорании 50 кг сухих березовых дров?

32. Двигатель мопеда на пути 10 км расходует бензин массой 100 г. Какое количество теплоты выделяется при полном сгорании бензина?

33. Какое количество теплоты выделяется при полном сгорании 1,3 кг антрацита?

34. Сколько надо сжечь каменного угля, чтобы при этом выделилось 270 МДж теплоты?

35. Сколько надо сжечь дизельного топлива, чтобы при этом в36. Какую массу торфа надо сжечь для обогревания комнаты, если при сгорании топлива в печи должно выделяться не менее 224 МДж энергии?

37. Какую массу бензина надо сжечь, чтобы получить 230 МДж энергии?

38. Сколько керосина сожгли, если при этом выделилось 55,2 МДж энергии?

39. Чему равна масса сосновых дров, если при полном их сгорании получено 127,4 МДж теплоты?

40. Сколько древесного угля использовали для получения тепла, если получено было 1,27 МДж теплоты?

41. На сколько уменьшилось количество спирта в спиртовке, если при его горении выделилось количество теплоты 243 кДж?

42. При полном сгорании кокса массой 10 кг выделяется 29 МДж энергии. Чему равна удельная теплота сгорания кокса?

43. При полном сгорании 3 кг топлива выделилось 11,4 МДж энергии. Какое топливо сожгли?

44. При полном сгорании 2 кг жидкости выделилось 92 МДж энергии. Какую жидкость сожгли?

45. При полном сжигании жидкого топлива массой 15 г получено 405 кДж энергии. Какую жидкость использовали как топливо?

46. При полном сгорании 0,5 кг топлива выделилось 7 МДж энергии. Найти удельную теплоту сгорания этого топлива.

47. При сжигании газа выделилось 132 МДж энергии. Чему равна удельная теплота сгорания газа, если его масса равна З кг?

48. При сжигании 300 г каменного угля выделяется 9 МДж тепла. Найти его удельную теплоту сгорания.

49. Найти удельную теплоту сгорания сосновых дров, если при сжигании 3 кг этих дров выделилось 39 МДж энергии.

50. Для обращения воды в пар при температуре кипения необходимо количество теплоты 65 МДж. Хватит ли для этого 6 кг сухих березовых дров?

Часть В

51. Какое количество теплоты потребуется для нагревания на 15°С воды объемом 0,5 л?

52. Какое количество теплоты получает при нагревании серебро объемом 2 см3 от 10⁰С до 60 ⁰С?

53. Какое количество теплоты необходимо для нагревания стали объемом 0,5 м³ от 10⁰С до 110 °С?

54. Какое количество теплоты получил нагретый от 10⁰С до 20 °С воздух комнаты, объем которой 60 м³?

55. Какое количество теплоты отдаст стакан кипятка, объемом 250 мл, остывая до температуры 15 °С?

56. Какое количество теплоты отдаст кирпичная печь, сложенная из 500 кирпичей, при остывании от 70⁰С до 20 °С? Масса одного кирпича          равна 4 кг.

57. В порожнем закрытом металлическом баке вместимостью 60 м³ под действием солнечного излучения воздух нагрелся от 5⁰С до 25 °С. Как и на сколько изменилась внутренняя энергия воздуха в баке?

58. При изменении температуры куска металла массой 0,08 кг от 20⁰С до 30 °С внутренняя энергия его увеличилась на 320 Дж. Что это заметалл? Найти его объем.

59. Найти объем металлического бруска массой 351 г, если при изменении его температуры от 20 до 24 °С его внутренняя энергия увеличивается на 1326,78 Дж.

60. Как уменьшилась температура кипятка в питьевом баке объемом 27 л, если он отдал окружающей среде 1500 кДж теплоты?

61. На сколько изменится температура воды в стакане, если ей сообщить количество теплоты, равное 109 Дж? Вместимость стакана принять равной 200 см³?

62. При охлаждении куска олова массой 100 г до температуры 32 °С выделилось 5 кДж энергии. Найти температуру олова до охлаждения.

63. При охлаждении медного паяльника до 20°С выделилось 30,4 кДж энергии. До какой температуры был нагрет паяльник, если его масса 200 г?

64. До какой температуры остынут 5 л кипятка, взятого при температуре 100 °С, отдав в окружающее пространство 1680 кДж энергии?

65. Термос объемом 3 л заполнили кипятком. Через 20 часов температура воды в нем понизилась до 80 °С. На сколько изменилась внутренняя энергия воды?

66. Сколько теплоты выделится при полном сгорании сухихберезовых дров объемом 5 м³?

67. Сколько теплоты выделится при полном сгорании нефти объемом 250 л?

68. В каком случае выделится большее количество теплоты: при полном сгорании древесного угля массой 3 кг или при полном сгорании сухих дров массой 9 кг?

69. На сколько больше теплоты выделится при полном сгорании бензина массой 1,5 кг, чем при сгорании сухих березовых дров той же массы?

70. Во сколько раз больше выделится теплоты при полном сгорании водорода массой 2 кг, чем при полном сгорании сухих березовых дров той же массы?

71. В печи сгорели сухие сосновые дрова объемом 0,02 м3 и торф массой 2 кг. Сколько теплоты выделилось в печи?

72. Смешали бензин объемом 1,5 л и спирт объемом 0,5 л. Какое количество теплоты выделится при полном сгорании этого топлива?

73. К зиме заготовили сухие березовые дрова объемом 3 м3 и каменный уголь массой 1,5 т. Сколько теплоты выделится в печи при полном сгорании в ней заготовленного топлива?

74. Сколько каменного угля нужно сжечь, чтобы получить столько же энергии, сколько ее выделяется при полном сгорании бензина объемом 6 м³?

75. Какую массу каменного угля нужно сжечь, чтобы получить такое же количество теплоты .которое выделяется при сгорании керосина массой 20 т?

Часть С

76. Какое количество теплоты получила вода при нагревании от 15⁰С до 25 °С в бассейне, длина которого 100 м, ширина 6 м и глубина 20 дм?

77. Какое количество теплоты потребуется для того, чтобы в латунной бочке массой 12 кг нагреть воду объемом 9,5 л от температуры 20⁰С до 100⁰С

78. Алюминиевая фляга массой 12 кг вмещает 36 л молока. Какое количество теплоты потребуется для нагревания молока во фляге от0 до 60 °С ?

79. В железный душевой бак, масса которого 65 кг, налили холодной воды из колодца, объемом 200 л. В результате нагревания солнечным излучением температура воды повысилась от 4⁰С до 29 °С. Какое количество теплоты получили бак и вода?

80. Какое количество теплоты получили алюминиевая кастрюля массой 200 г и находящаяся в ней вода объемом 1,5 л при нагревании от 20 °С до кипения?

81. На сколько изменится температура куска меди массой 500 г, если ему сообщить такое же количество теплоты, которое пойдет на нагревание воды массой 200 г от 10 ⁰С до 60 °С?

82. До какой температуры нагрелась во время работы стальная фреза массой 1 кг, если после погружения ее в сосуд с водой, масса которой 1 кг, температура воды повысилась от 10⁰С до 30 °С?

83. Двигатель мощностью 75 Вт в течение 5 мин вращает лопасти винта внутри калориметра, в котором находится вода объемом 5 л. Вследствие трения о воду лопастей винта вода нагрелась. Считая, что вся энергия пошла на нагревание воды, определить, как изменилась ее температура?

84. При работе машины внутренняя энергия одной из алюминиевых деталей массой 2 кг повысилась на столько, на сколько увеличивается внутренняя энергия воды массой 800 г. При нагревании ее от 0⁰С до 100°С. На сколько повысилась температура детали?

85. Как изменится температура воды массой 3 кг, если вся теплота, выделившаяся при полном сгорании спирта объемом 12,5 мм³, пошла на ее нагревание?

86. На сколько изменится температура воды объемом 100 л, если считать, что вся теплота, выделяемая при сжигании древесного угля массой 0,5 кг, пойдет на нагревание воды?

87. На сколько изменится температура воды, масса которой 22 кг, если ей передать всю энергию, выделившуюся при полном сгорании 10 г природного газа?

88. В ванну налили 40 л холодной воды температурой 6 °С. Затем долили горячую воду температурой 96 °С. Температура воды после этого стала равной 36 °С. Найти массу долитой воды. Нагреванием ванны и окружающей среды пренебречь.

89. Мальчик налил в ведро 3 л воды, температура которой равна 10 °С. Сколько кипятка нужно долить в ведро, чтобы температура воды в нем стала равной 50 °С?

90. В воду объемом 1 л опустили кусок олова, нагретый до температуры     188 °С. Температура воды при этом увеличилась от 10⁰С до 20 °С. Чему равна масса куска олова?

91. В кувшин с водой, масса которой 100 г, а температура 20°С, влили воду при температуре 100 °С, после чего температура воды в кувшине стала равной 75 °С. Определить массу горячей воды. Потери энергии на нагревание кувшина не учитывать.

92. Сколько воды, взятой при температуре 10 «С, можно нагреть до 50 °С, сжигая керосин массой 15 г, считая, что вся выделяемая при горении керосина энергии идет на нагревание воды?

93. Сколько спирта надо сжечь, чтобы изменить температуру воды объемом  2 дм³ от 14⁰С до 50 °С, если вся теплота, выделенная спиртом, пойдет на нагревание воды?

94. Когда в бак с водой добавили еще 3 л воды при 100 °С и перемешали всю воду, то температура воды в баке стала равна 35°С. Найти начальный объем воды в баке.

95. В сосуд с водой, масса которой 150 г, а температура 16°С, добавили воду массой 50 г при температуре 80 °С. Определить температуру смеси.

96. В кастрюле с холодной водой, масса которой 3 кг, а температура 10°С, влили 2 кг кипятку. Какая установится температура воды? Нагреванием сосуда пренебречь.

97. На нагревание кирпича массой 4 кг на 63°С затрачено такое же количество теплоты, как и для нагревания воды той же массы на 13,2 °С. Определить удельную теплоемкость кирпича.

98. Металлическое тело массой 30 г нагрели в кипящей воде. После этого его перенесли в воду, масса которой 73,5 г и температура 20°С, налитую в калориметр. Вода от этого нагрелась до 23 °С. Из какого металла сделано тело?

99. В стакан, содержащий 230 г кипятка, опустили ложку массой 150 г, имеющую температуру 20 °С. Температура воды понизилась от этого до 97°С. Верно ли, что эта ложка алюминиевая?

100. Твердое тело массой 80 г опустили в кипяток. Затем его перенесли в калориметр, куда была налита вода массой 166,5 г при температуре 20 °С. Температура воды повысилась до 24°С. Найти удельную теплоемкость твердого тела. если выделилось 427 МДж теплоты?

Контрольная работа.

 Вариант1

1.      Кирпичная печь массой 1 т остывает от 20⁰С до 10 °С. Какое количество теплоты при этом выделяется?

2.     Для нагревания вещества массой 10 кг на 10 °С потребовалось 420 кДж энергии. Какое вещество нагрели?

3.      При охлаждении куска олова массой 100 г до температуры 32 °С выделилось 5 кДж энергии. Найти температуру олова до охлаждения.

4.      Сколько спирта надо сжечь, чтобы изменить температуру воды объемом  2 дм3 от 14⁰С до 50 °С, если вся теплота, выделенная спиртом, пойдет на нагревание воды?

Вариант2

1.       Какое количество теплоты получила вода массой 200 г при нагревании от 10⁰С до 30 °С?

2.      После обработки алюминиевой детали на станке температура ее понизилась от 420⁰С до 20 °С. На сколько при этом уменьшилась внутренняя энергия детали, если ее масса 0,5 кг?

3.      До какой температуры остынут 5 л кипятка, взятого при температуре 100 °С, отдав в окружающее пространство 1680 кДж энергии?

4.      В сосуд с водой, масса которой 150 г, а температура 16°С, добавили воду массой 50 г при температуре 80 °С. Определить температуру смеси.

Вариант3

1.      Какое количество теплоты выделится при охлаждении 100 г олова, взятого при температуре 82°С, на 50°С ?

2.     При охлаждении жидкости массой 210 кг от 25⁰С до 15 °С выделилось 4,41 МДж теплоты. Что это за жидкость?

3.      Смешали бензин объемом 1,5 л и спирт объемом 0,5 л. Какое количество теплоты выделится при полном сгорании этого топлива?

4.      В воду объемом 1 л опустили кусок олова, нагретый до температуры     188 °С. Температура воды при этом увеличилась от 10⁰С до 20 °С. Чему равна масса куска олова?

 Зачет по теме

Вариант 1

1.Каким способом – совершением работы или  теплопередачей – изменилась внутренняя энергия детали при ее нагревании в печи перед закалкой?

1) совершением работы       2) теплопередачей      3)  совершением работы и теплопередачей

2. Удельная теплоемкость вещества показывает

1) какое количество теплоты необходимо передать телу для  изменения его  температуры на 1 градус

2) какое количество теплоты необходимо передать 1 кг вещества для изменения его температуры на 100 градусов

3) какое количество теплоты необходимо передать телу массой 1кг для изменения его температуры на 1 градус

3. Что потребует большего количества теплоты для  нагревания на 10 С: 100 г воды или 100 г меди?

1) 100 г воды      2) 100 г меди     3) потребуется одинаковое количество теплоты

4. В каком случае кастрюля с  горячей водой остынет быстрее, если ее поставить на лед или если лед на  крышку кастрюли  положить сверху? Ответ пояснить

5. Чтобы нагреть 110 г алюминия на 90 0С требуется количество теплоты, равное 9,1 кДж. Вычислите удельную теплоемкость алюминия.

6. Смешали 39 л воды при температуре 20 0С и 21 л воды при температуре 60 0С. Определите температуру смеси.

Вариант 2

1. Каким способом изменялась внутренняя энергия  детали при сверлении в ней отверстия

1) совершением работы     2) теплопередачей      3) совершением работы и теплопередачей

2. Количество теплоты зависит от

1)  массы тела  и его  температуры

2) от  рода вещества, из которого изготовлено тело  и массы тела

3) от массы тела,  начальной и конечной температур тела, рода вещества

3. Как называется величина, показывающая , какое количество теплоты необходимо для нагревания 1 кг железа на 10 С?

1) внутренняя энергия    2) количество теплоты    3) удельная теплоемкость вещества

4. Когда парусным судам легче заходить в гавань – днем или вечером? Ответ пояснить

5. Какова масса железной детали, если на ее нагревание от 20 0С до 200 0С потребовалось 20,7 кДж теплоты?

6. Вода массой 150 г  имеет температуру 10 0С. Найти температуру воды после того, как в нее опустили железную деталь массой 0,5 кг, имеющую температуру 100 0С.

Вариант 3

1. Каким способом изменялась внутренняя энергия воды при ее нагревании в чайнике

1) совершением работы     2) теплопередачей    3) совершением работы и теплопередачей

2. Чугунную деталь массой 1 кг нагрели на 1 0С. На  сколько при этом увеличилась ее внутренняя энергия?

1) на  540 Дж      2) на 540 Дж/ кг 0С     3) на  1 Дж

3. По куску свинца и куску стали одинаковой массы ударили молотком  одинаковое число раз. Какой кусок нагрелся больше?

1) из стали     2) из свинца     3) невозможно определить

4. В каком случае лед, внесенный в теплую  комнату растает быстрее: если его просто положить на стол , или, если сверху прикрыть шерстяным платком. Ответ пояснить

5. На сколько градусов повысилась температура 4 кг воды, если она получила количество теплоты, равное 168 кДж?

6. Мальчик наполнил стакан кипятком, налив его 150 г, а затем добавил 50 г воды с температурой 20  0С. Определите температуру, которая установилась в стакане.

  Литература

1) Р.А. Рахматуллин. Текстовые расчетные  задачи, 8 кл. — Оренбург, 1997 – 59 с

2) Лукашева Е.В. Типовые тестовые задания. Физика. Изд-во     «Экзамен», 2016 -126с

Готовимся к ГИА 25.03.2016

Задания 10. Теп­ло­вые явления

1. За­да­ние 10 № 36. Сколь­ко лит­ров воды при 83 °С нужно до­ба­вить к 4 л воды при 20 °С, чтобы по­лу­чить воду тем­пе­ра­ту­рой 65 °С? Теп­ло­об­ме­ном с окру­жа­ю­щей сре­дой пре­не­бречь.

1) 10 л 2) 1,6 л 3) 4 л 4) 6,25 л

2. За­да­ние 10 № 63. Какое ко­ли­че­ство теп­ло­ты вы­де­лит­ся при кон­ден­са­ции 2 кг пара, взя­то­го при тем­пе­ра­ту­ре ки­пе­ния, и по­сле­ду­ю­ще­го охла­жде­ния воды до 40 °С при нор­маль­ном ат­мо­сфер­ном дав­ле­нии?

1) 504 кДж 2) 4600 кДж 3) 4936 кДж 4) 5104 кДж

3. За­да­ние 10 № 90. Три литра воды, взя­той при тем­пе­ра­ту­ре 20 °С, сме­ша­ли с водой при тем­пе­ра­ту­ре 100 °С. Тем­пе­ра­ту­ра смеси ока­за­лась рав­ной 40 °С. Чему равна масса го­ря­чей воды? Теп­ло­об­ме­ном с окру­жа­ю­щей сре­дой пре­не­бречь.

1) 1 кг 2) 3 кг 3) 4 кг 4) 6 кг

4. За­да­ние 10 № 117. В воду, взя­тую при тем­пе­ра­ту­ре 20 °С, до­ба­ви­ли 1 л воды при тем­пе­ра­ту­ре 100 °С. Тем­пе­ра­ту­ра смеси ока­за­лась рав­ной 40 °С. Чему равна масса хо­лод­ной воды? Теп­ло­об­ме­ном с окру­жа­ю­щей сре­дой пре­не­бречь.

1) 1 кг 2) 2 кг 3) 3 кг 4) 5 кг

5. За­да­ние 10 № 144. Какое ко­ли­че­ство теп­ло­ты не­об­хо­ди­мо, чтобы на­греть 1 л воды от 20 °С до 100 °С? Вода на­гре­ва­ет­ся в алю­ми­ни­е­вой ка­стрю­ле мас­сой 200 г. Теп­ло­вы­ми по­те­ря­ми пре­не­бречь.

1) 14,72 кДж 2) 336 кДж 3) 350,72 кДж 4) 483,2 кДж

6. За­да­ние 10 № 171. Сколь­ко спир­та надо сжечь, чтобы на­греть воду мас­сой 2 кг на 29 °С? Счи­тать, что вся энер­гия, вы­де­лен­ная при сго­ра­нии спир­та, идёт на на­гре­ва­ние воды.

1) 4,2 г 2) 8,4 г 3) 4,2 кг 4) 8,4 кг

7. За­да­ние 10 № 198. Сколь­ко ке­ро­си­на надо сжечь, чтобы на­греть 3 кг воды на 46 °С? Счи­тать, что вся энер­гия, вы­де­лен­ная при сго­ра­нии ке­ро­си­на, идёт на на­гре­ва­ние воды.

1) 12,6 г 2) 8,4 г 3) 4,6 г 4) 4,2 г

8. За­да­ние 10 № 225. Какое ко­ли­че­ство теп­ло­ты не­об­хо­ди­мо для плав­ле­ния куска свин­ца мас­сой 2 кг, взя­то­го при тем­пе­ра­ту­ре 27 °С?

1) 50 кДж 2) 78 кДж 3) 89 кДж 4) 128 кДж

9. За­да­ние 10 № 252. В ста­кан, со­дер­жа­щий лед при тем­пе­ра­ту­ре −5 °С, на­ли­ли воду, име­ю­щую тем­пе­ра­ту­ру 40 °С. Ка­ко­во от­но­ше­ние массы воды к массе льда, если весь лед рас­та­ял и в ста­ка­не уста­но­ви­лась тем­пе­ра­ту­ра 0 °С? Теп­ло­об­ме­ном с окру­жа­ю­щим воз­ду­хом пре­не­бречь.

1) 2,02 2) 1,86 3) 0,5 4) 0,06

10. За­да­ние 10 № 279. По ре­зуль­та­там на­гре­ва­ния кри­стал­ли­че­ско­го ве­ще­ства мас­сой 5 кг по­стро­ен гра­фик за­ви­си­мо­сти тем­пе­ра­ту­ры этого ве­ще­ства от ко­ли­че­ства под­во­ди­мо­го тепла.

Счи­тая, что по­те­ря­ми энер­гии можно пре­не­бречь, опре­де­ли­те, какое ко­ли­че­ство теп­ло­ты по­тре­бо­ва­лось для на­гре­ва­ния 1 кг этого ве­ще­ства в жид­ком со­сто­я­нии на 1 °С?

1) 750 Дж 2) 1200 Дж 3) 2000 Дж 4) 150000 Дж

11. За­да­ние 10 № 306. В сосуд на­ли­ли 1 кг воды при тем­пе­ра­ту­ре 90 °С. Чему равна масса воды, взя­той при 30 °С, ко­то­рую нужно на­лить в сосуд, чтобы в нём уста­но­ви­лась тем­пе­ра­ту­ра воды, рав­ная 50 °С? По­те­ря­ми энер­гии на на­гре­ва­ние со­су­да и окру­жа­ю­ще­го воз­ду­ха пре­не­бречь.

1) 1 кг 2) 1,8 кг 3) 2 кг 4) 3 кг

12. За­да­ние 10 № 333. Какое ко­ли­че­ство теп­ло­ты вы­де­лит­ся при кри­стал­ли­за­ции воды мас­сой 1 кг, взя­той при тем­пе­ра­ту­ре 10 °С?

1) 42 кДж 2) 330 кДж 3) 351 кДж 4) 372 кДж

13. За­да­ние 10 № 360. Лит­ро­вую ка­стрю­лю, пол­но­стью за­пол­нен­ную водой, из ком­на­ты вы­нес­ли на мороз. За­ви­си­мость тем­пе­ра­ту­ры воды от вре­ме­ни пред­став­ле­на на ри­сун­ке. Какое ко­ли­че­ство теп­ло­ты вы­де­ли­лось при кри­стал­ли­за­ции и охла­жде­нии льда?

При­ме­ча­ние.

Удель­ную теп­ло­ту плав­ле­ния льда счи­тать рав­ной 

1) 414 кДж 2) 372 кДж 3) 246 кДж 4) 42 кДж

14. За­да­ние 10 № 414. При охла­жде­нии сталь­ной де­та­ли мас­сой 100 г до тем­пе­ра­ту­ры 32 С° вы­де­ли­лось 5 кДж энер­гии. Тем­пе­ра­ту­ра стали до охла­жде­ния со­став­ля­ла

1) 168 °С 2) 132 °С 3) 100 °С 4) 68 °С

15. За­да­ние 10 № 468. При на­гре­ва­нии куска ме­тал­ла мас­сой 200 г от 20 °С до 60 °С его внут­рен­няя энер­гия уве­ли­чи­лась на 2400 Дж. Удель­ная теплоёмкость ме­тал­ла со­став­ля­ет

1) 600 Дж/(кг·°С) 2) 300 Дж/(кг·°С) 3) 200 Дж/(кг·°С) 4)120 Дж/(кг·°С)

16. За­да­ние 10 № 495. Какое ко­ли­че­ство теп­ло­ты по­тре­бу­ет­ся, чтобы в алю­ми­ни­е­вом чай­ни­ке мас­сой 700 г вски­пя­тить 2 кг воды? Пер­во­на­чаль­но чай­ник с водой имели тем­пе­ра­ту­ру 20 °С.

При­ме­ча­ние.

Удель­ную теплоёмкость алю­ми­ния счи­тать рав­ной 

1) 51,52 кДж 2) 336 кДж 3) 672 кДж 4) 723,52 кДж

17. За­да­ние 10 № 522.  Какой объём воды можно на­греть от 20 °С до ки­пе­ния, со­об­щив ей 1,68 МДж теп­ло­ты?

1) 4 л 2) 5 л 3) 20 л 4) 50 л

18. За­да­ние 10 № 549. Как из­ме­нит­ся внут­рен­няя энер­гия пре­вра­ще­ния 500 г льда, взя­то­го при тем­пе­ра­ту­ре 0 °С, в воду, име­ю­щую тем­пе­ра­ту­ру 20 °С? По­те­ря­ми энер­гии на на­гре­ва­ние окру­жа­ю­ще­го воз­ду­ха пре­не­бречь.

1) умень­шит­ся на 42 кДж 2) уве­ли­чит­ся на 42 кДж

3) умень­шит­ся на 207 кДж 4) уве­ли­чит­ся на 207 кДж

19. За­да­ние 10 № 576. На ри­сун­ке пред­став­лен гра­фик за­ви­си­мо­сти тем­пе­ра­ту­ры от по­лу­чен­но­го ко­ли­че­ства теп­ло­ты для ве­ще­ства мас­сой 1 кг. Пер­во­на­чаль­но ве­ще­ство на­хо­ди­лось в твёрдом со­сто­я­нии. Опре­де­ли­те удель­ную теплоёмкость ве­ще­ства в твёрдом со­сто­я­нии.

1) 217 Дж/(кг·°С) 2) 250 Дж/(кг·°С) 3) 478 Дж/(кг·°С) 4) 550 Дж/(кг·°С)

20. За­да­ние 10 № 603. Ки­ло­грам­мо­вый кусок льда внес­ли с мо­ро­за в тёплое по­ме­ще­ние. За­ви­си­мость тем­пе­ра­ту­ры льда от вре­ме­ни пред­став­ле­на на ри­сун­ке. Какое ко­ли­че­ство теп­ло­ты было по­лу­че­но в ин­тер­ва­ле вре­ме­ни от 50 мин до 60 мин?

1) 84 кДж 2) 42 кДж 3) 126 кДж 4) 330 кДж

21. За­да­ние 10 № 630. На диа­грам­ме для двух ве­ществ при­ве­де­ны зна­че­ния ко­ли­че­ства теп­ло­ты, не­об­хо­ди­мо­го для на­гре­ва­ния 1 кг ве­ще­ства на 10 °С и для плав­ле­ния 100 г ве­ще­ства, на­гре­то­го до тем­пе­ра­ту­ры плав­ле­ния. Срав­ни­те удель­ную теп­ло­ту плав­ле­ния (λ₁ и λ₂) двух ве­ществ.

1)  2)  3)  4) 

22. За­да­ние 10 № 657.  На ри­сун­ке пред­став­лен гра­фик за­ви­си­мо­сти тем­пе­ра­ту­ры от вре­ме­ни для про­цес­са на­гре­ва­ния слит­ка свин­ца мас­сой 1 кг. Какое ко­ли­че­ство теп­ло­ты по­лу­чил сви­нец за 10 мин на­гре­ва­ния?

При­ме­ча­ние.

Удель­ную теплоёмкость свин­ца счи­тать рав­ной 

1) 26 кДж 2) 29,51 кДж 3) 39 кДж 4) 42,51 кДж

23. За­да­ние 10 № 684. На ри­сун­ке пред­став­лен гра­фик за­ви­си­мо­сти тем­пе­ра­ту­ры от по­лу­чен­но­го ко­ли­че­ства теп­ло­ты для ве­ще­ства мас­сой 2 кг. Пер­во­на­чаль­но ве­ще­ство на­хо­ди­лось в твёрдом со­сто­я­нии. Опре­де­ли­те удель­ную теп­ло­ту плав­ле­ния ве­ще­ства.

1) 25 кДж/кг 2) 50 кДж/кг 3) 64 кДж/кг 4) 128 кДж/кг

24. За­да­ние 10 № 711.  На ри­сун­ке пред­став­лен гра­фик за­ви­си­мо­сти тем­пе­ра­ту­ры t от вре­ме­ни τ для куска льда мас­сой 480 г, помещённого при тем­пе­ра­ту­ре −20°С в ка­ло­ри­метр. В тот же ка­ло­ри­метр помещён на­гре­ва­тель. Най­ди­те, какую мощ­ность раз­ви­вал на­гре­ва­тель при плав­ле­нии льда, счи­тая эту мощ­ность в те­че­ние всего про­цес­са по­сто­ян­ной. Теплоёмко­стью ка­ло­ри­мет­ра и на­гре­ва­те­ля можно пре­не­бречь.

1) 330 Вт 2) 330 кВт 3) 336 Вт 4) 19,8 кВт

25. За­да­ние 10 № 738. Тон­ко­стен­ный сосуд со­дер­жит смесь льда и воды, на­хо­дя­щу­ю­ся при тем­пе­ра­ту­ре 0 °С. Масса льда 350 г, а масса воды 550 г. Сосуд на­чи­на­ют на­гре­вать на го­рел­ке мощ­но­стью 1,5 кВт. Сколь­ко вре­ме­ни по­на­до­бит­ся, чтобы до­ве­сти со­дер­жи­мое со­су­да до ки­пе­ния? По­те­ря­ми теп­ло­ты и удель­ной теплоёмко­стью со­су­да, а также ис­па­ре­ни­ем воды можно пре­не­бречь.

1) ≈5,5 мин 2) 7,5 мин 3) 4,2 мин 4) 154 с

26. За­да­ние 10 № 792. В теп­ло­вой ма­ши­не по­те­ри энер­гии со­став­ля­ют   от энер­гии, вы­де­ля­ю­щей­ся при сго­ра­нии топ­ли­ва. КПД этой теп­ло­вой ма­ши­ны равен

1)  2)  3)  4) 

27. За­да­ние 10 № 819. КПД теп­ло­вой ма­ши­ны равен  . Какая часть энер­гии, вы­де­ля­ю­щей­ся при сго­ра­нии топ­ли­ва, не ис­поль­зу­ет­ся в этой теп­ло­вой ма­ши­не для со­вер­ше­ния по­лез­ной ра­бо­ты?

1)  2)  3)  4) 

28. За­да­ние 10 № 846. Дви­га­тель трак­то­ра со­вер­шил по­лез­ную ра­бо­ту 23 МДж, из­рас­хо­до­вав при этом 2 кг бен­зи­на. Най­ди­те КПД дви­га­те­ля трак­то­ра.

1) 10% 2) 25% 3) 50% 4) 100%

29. За­да­ние 10 № 873. Теп­ло­изо­ли­ро­ван­ный сосуд со­дер­жит смесь льда и воды, на­хо­дя­щу­ю­ся при тем­пе­ра­ту­ре 0 °С. Масса льда 40 г, а масса воды 600 г. В сосуд впус­ка­ют во­дя­ной пар при тем­пе­ра­ту­ре +100 °С. Най­ди­те массу впу­щен­но­го пара, если из­вест­но, что окон­ча­тель­ная тем­пе­ра­ту­ра, уста­но­вив­ша­я­ся в со­су­де, равна +20 ° С.

1) ≈0,4 г 2) ≈25,4 г 3) ≈41 г 4) ≈100 г

30. За­да­ние 10 № 910. При на­гре­ва­нии и по­сле­ду­ю­щем плав­ле­нии кри­стал­ли­че­ско­го ве­ще­ства мас­сой 100 г из­ме­ря­ли его тем­пе­ра­ту­ру и ко­ли­че­ство теп­ло­ты, сообщённое ве­ще­ству. Дан­ные из­ме­ре­ний пред­став­ле­ны в виде таб­ли­цы. По­след­нее из­ме­ре­ние со­от­вет­ству­ет окон­ча­нию про­цес­са плав­ле­ния. Счи­тая, что по­те­ря­ми энер­гии можно пре­не­бречь, опре­де­ли­те удель­ную теп­ло­ту плав­ле­ния ве­ще­ства.

1)  2)  3)  4) 

31. За­да­ние 10 № 971. В ста­кан мас­сой 100 г, долго сто­яв­ший на столе в ком­на­те, на­ли­ли 200 г воды при ком­нат­ной тем­пе­ра­ту­ре +20 °С и опу­сти­ли в неё ки­пя­тиль­ник мощ­но­стью 300 Вт. Через 4 ми­ну­ты ра­бо­ты ки­пя­тиль­ни­ка вода в ста­ка­не за­ки­пе­ла. Пре­не­бре­гая по­те­ря­ми теп­ло­ты в окру­жа­ю­щую среду, най­ди­те удель­ную теплоёмкость ма­те­ри­а­ла ста­ка­на.

1) 15 000 Дж/(кг · °С) 2) 8150 Дж/(кг · °С) 3) 600 Дж/(кг · °С) 4) –8150 Дж/(кг · °С)

32. За­да­ние 10 № 998. В ста­кан мас­сой 100 г, долго сто­яв­ший на улице, на­ли­ли 200 г воды из лужи при тем­пе­ра­ту­ре +10 °С и опу­сти­ли в неё ки­пя­тиль­ник. Через 5 минут ра­бо­ты ки­пя­тиль­ни­ка вода в ста­ка­не за­ки­пе­ла. Пре­не­бре­гая по­те­ря­ми теп­ло­ты в окру­жа­ю­щую среду, най­ди­те мощ­ность ки­пя­тиль­ни­ка. Удель­ная теплоёмкость ма­те­ри­а­ла ста­ка­на равна 600 Дж/(кг · °С).

1) 24 Вт 2) 270 Вт 3) 1 кВт 4) 24,12 кВт

33. За­да­ние 10 № 1061. Пла­сти­ли­но­вый шар упал без на­чаль­ной ско­ро­сти с вы­со­ты 5 м на ка­мен­ный пол. Счи­тая, что вся ки­не­ти­че­ская энер­гия шара, при­об­ретённая им за время сво­бод­но­го па­де­ния, пре­вра­ти­лась во внут­рен­нюю энер­гию пла­сти­ли­на, най­ди­те, на сколь­ко гра­ду­сов на­грел­ся шар. Удель­ная теплоёмкость пла­сти­ли­на 2,5 кДж/(кг · °С).

1) 0,02 °С 2) 0,2 °С 3) 2,5 °С 4) 25 °С

34. За­да­ние 10 № 1088. Свин­цо­вый шар упал без на­чаль­ной ско­ро­сти с не­ко­то­рой вы­со­ты на сталь­ную плиту, в ре­зуль­та­те чего на­грел­ся на 0,3 °С. Счи­тая, что вся ки­не­ти­че­ская энер­гия шара, при­об­ретённая им за время сво­бод­но­го па­де­ния, пре­вра­ти­лась во внут­рен­нюю энер­гию свин­ца, най­ди­те, с какой вы­со­ты упал шар. Удель­ная теплоёмкость свин­ца 130 Дж/(кг · °С).

1) 0,1 м 2) 3,33 м 3) 3,9 м 4) 10 м

35. За­да­ние 10 № 1145. Ав­то­мо­биль УАЗ из­рас­хо­до­вал 30 кг бен­зи­на за 2 ч. езды. Чему равна мощ­ность дви­га­те­ля ав­то­мо­би­ля, если его КПД со­став­ля­ет 30%? (Удель­ная теп­ло­та сго­ра­ния бен­зи­на 4,6·10⁷Дж/кг).

1) 57,5 кВт 2) 575 кВт 3) 1500 кВт 4) 6900 кВт

36. За­да­ние 10 № 1172. Най­ди­те массу бен­зи­на, из­рас­хо­до­ван­ную ав­то­мо­би­лем УАЗ за 3 ч. езды, если мощ­ность его дви­га­те­ля равна 57,5 кВт, а его КПД 30%? (Удель­ная теп­ло­та сго­ра­ния бен­зи­на 4,6·10⁷Дж/кг).

1) 0,045 кг 2) 13,5 кг 3) 45 кг 4) 72 кг

37. За­да­ние 10 № 1199.  В тон­ко­стен­ный сосуд на­ли­ли воду мас­сой 1 кг, по­ста­ви­ли его на элек­три­че­скую плит­ку и на­ча­ли на­гре­вать. На ри­сун­ке пред­став­лен гра­фик за­ви­си­мо­сти тем­пе­ра­ту­ры воды t°от вре­ме­ниτ. Най­ди­те мощ­ность плит­ки. По­те­ря­ми теп­ло­ты и теплоёмко­стью со­су­да пре­не­бречь.

1) 100 Вт 2) 700 Вт 3) 1 кВт 4) 30 кВт

38. За­да­ние 10 № 1226.  В тон­ко­стен­ный сосуд на­ли­ли воду, по­ста­ви­ли его на элек­три­че­скую плит­ку мощ­но­стью 800 Вт и на­ча­ли на­гре­вать. На ри­сун­ке пред­став­лен гра­фик за­ви­си­мо­сти тем­пе­ра­ту­ры воды t от вре­ме­ни τ. Най­ди­те массу на­ли­той в сосуд воды. По­те­ря­ми теп­ло­ты и теплоёмко­стью со­су­да пре­не­бречь.

1) 0,03 кг 2) 0,5 кг 3) 2 кг 4) 10 кг

39. За­да­ние 10 № 1253. Сколь­ко грам­мов спир­та нужно сжечь в спир­тов­ке, чтобы на­греть на ней воду мас­сой 580 г на 80 °С? КПД спир­тов­ки (с учётом по­терь теп­ло­ты) равен 20%. (Удель­ная теп­ло­та сго­ра­ния спир­та 2,9·10⁷Дж/кг, удель­ная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг·°С)).

1) 2,2 г 2) 33,6 г 3) 580 г 4) 1,344 г

40. За­да­ние 10 № 1280. Сколь­ко грам­мов воды можно на­греть на спир­тов­ке на 30 °С, если сжечь в ней 21 грамм спир­та? КПД спир­тов­ки (с учётом по­терь теп­ло­ты) равен 30%. (Удель­ная теп­ло­та сго­ра­ния спир­та 2,9·10⁷Дж/кг, удель­ная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг·°С)).

1) 65 г 2) 990 г 3) 1450 г 4) 16,1 г

41. За­да­ние 10 № 1316. 3 л воды, взя­той при тем­пе­ра­ту­ре 20 °С, сме­ша­ли с водой при тем­пе­ра­ту­ре 100 °С. Тем­пе­ра­ту­ра смеси ока­за­лась рав­ной 40 °С. Чему равна масса го­ря­чей воды? Теп­ло­об­ме­ном с окру­жа­ю­щей сре­дой пре­не­бречь.

1) 1 кг 2) 3 кг 3) 4 кг 4) 6 кг

42. За­да­ние 10 № 1380. Д ва од­но­род­ных ку­би­ка при­ве­ли в теп­ло­вой кон­такт друг с дру­гом (см. ри­су­нок). Пер­вый кубик из­го­тов­лен из цинка, длина его ребра 2 см, а на­чаль­ная тем­пе­ра­ту­ра t₁= 1 °C. Вто­рой кубик из­го­тов­лен из меди, длина его ребра 3 см, а на­чаль­ная тем­пе­ра­ту­ра t₂ = 74,2 °C. Пре­не­бре­гая теп­ло­об­ме­ном ку­би­ков с окру­жа­ю­щей сре­дой, най­ди­те тем­пе­ра­ту­ру ку­би­ков после уста­нов­ле­ния теп­ло­во­го рав­но­ве­сия.

1) ≈ 20 °C 2) ≈ 44 °C 3) ≈ 60 °C 4) ≈ 71 °C

При­ме­ча­ние.

Плот­но­сти цинка и меди со­от­вет­ствен­но: 

Удель­ные теплоёмко­сти цинка и меди со­от­вет­ствен­но: 

43. За­да­ние 10 № 1407. Два од­но­род­ных ку­би­ка при­ве­ли в теп­ло­вой кон­такт друг с дру­гом (см. ри­су­нок). Пер­вый кубик из­го­тов­лен из меди, длина его ребра 3 см, а на­чаль­ная тем­пе­ра­ту­ра t₁ = 2 °C. Вто­рой кубик из­го­тов­лен из алю­ми­ния, длина его ребра 4 см, а на­чаль­ная тем­пе­ра­ту­ра t₂ = 74 °C. Пре­не­бре­гая теп­ло­об­ме­ном ку­би­ков с окру­жа­ю­щей сре­дой, най­ди­те тем­пе­ра­ту­ру ку­би­ков после уста­нов­ле­ния теп­ло­во­го рав­но­ве­сия.

1) ≈ 12 °C 2) ≈ 47 °C 3) ≈ 60 °C 4) ≈ 71 °C

При­ме­ча­ние.

Плот­но­сти алю­ми­ния и меди со­от­вет­ствен­но: 

Удель­ные теплоёмко­сти алю­ми­ния и меди со­от­вет­ствен­но: 

44. За­да­ние 10 № 1456. Какое ми­ни­маль­ное ко­ли­че­ство теп­ло­ты не­об­хо­ди­мо для пре­вра­ще­ния в воду 500 г льда, взя­то­го при тем­пе­ра­ту­ре –10°С? По­те­ря­ми энер­гии на на­гре­ва­ние окру­жа­ю­ще­го воз­ду­ха пре­не­бречь.

1) 10500 кДж 2) 175500 Дж 3) 165000 Дж 4) 10500 Дж

45. За­да­ние 10 № 1511. Как из­ме­нит­ся внут­рен­няя энер­гия 500 г воды, взя­той при 20°С, при её пре­вра­ще­нии в лёд при тем­пе­ра­ту­ре 0 °С?

46. За­да­ние 10 № 1538. Какое ко­ли­че­ство теп­ло­ты вы­де­лит­ся при осты­ва­нии и даль­ней­шей кри­стал­ли­за­ции воды мас­сой 10 кг, взя­той при тем­пе­ра­ту­ре 10 °С?

47. За­да­ние 10 № 1571. Дви­га­тель трак­то­ра со­вер­шил по­лез­ную ра­бо­ту 23 МДж, из­рас­хо­до­вав при этом 2 кг бен­зи­на. Най­ди­те КПД дви­га­те­ля трак­то­ра.

1) 10% 2) 25% 3) 50% 4) 100%

48. За­да­ние 10 № 1598. Какое ко­ли­че­ство теп­ло­ты вы­де­лит­ся при кри­стал­ли­за­ции 2 кг рас­плав­лен­но­го олова, взя­то­го при тем­пе­ра­ту­ре кри­стал­ли­за­ции, и по­сле­ду­ю­щем его охла­жде­нии до 32°С?

1) 210 кДж 2) 156 кДж 3) 92 кДж 4) 14,72 кДж

49. За­да­ние 10 № 1625.  В сосуд с водой по­ло­жи­ли кусок льда. Ка­ко­во от­но­ше­ние массы льда к массе воды, если весь лёд рас­та­ял и в со­су­де уста­но­ви­лась тем­пе­ра­ту­ра 0°С? Теп­ло­об­ме­ном с окру­жа­ю­щим воз­ду­хом пре­не­бречь. На­чаль­ные тем­пе­ра­ту­ры воды и льда опре­де­ли­те из гра­фи­ка за­ви­си­мо­сти тем­пе­ра­ту­ры t от вре­ме­ни τ для воды и льда в про­цес­се теп­ло­об­ме­на.

1) 2,4 2) 1,42 3) 0,42 4) 0,3

50. За­да­ние 10 № 1652.  В сосуд с водой по­ло­жи­ли кусок льда. Ка­ко­во от­но­ше­ние массы воды к массе льда, если весь лёд рас­та­ял и в со­су­де уста­но­ви­лась тем­пе­ра­ту­ра 0°С? Теп­ло­об­ме­ном с окру­жа­ю­щим воз­ду­хом пре­не­бречь. На­чаль­ную тем­пе­ра­ту­ру воды и льда опре­де­ли­те из гра­фи­ка за­ви­си­мо­сти t от вре­ме­ни τ для воды и льда в про­цес­се теп­ло­об­ме­на.

1) 2,38 2) 1,42 3) 0,42 4) 0,3

51. За­да­ние 10 № 1689. 3 л воды, взя­той при тем­пе­ра­ту­ре 20 °С, сме­ша­ли с водой при тем­пе­ра­ту­ре 100 °С. Тем­пе­ра­ту­ра смеси ока­за­лась рав­ной 40 °С. Чему равна масса го­ря­чей воды? Теп­ло­об­ме­ном с окру­жа­ю­щей сре­дой пре­не­бречь.

Задачи по физике. 9 класс

Соответствие формул и величин

1.  Установите со­от­вет­ствие между фи­зи­че­ски­ми ве­ли­чи­на­ми и формулами, по ко­то­рым эти ве­ли­чи­ны определяются. За­пи­ши­те в таб­ли­цу вы­бран­ные цифры под со­от­вет­ству­ю­щи­ми буквами. Цифры в от­ве­те могут повторяться.

Ответ:

2.  Установите со­от­вет­ствие между фи­зи­че­ски­ми ве­ли­чи­на­ми и формулами, по ко­то­рым эти ве­ли­чи­ны определяются. За­пи­ши­те в таб­ли­цу вы­бран­ные цифры под со­от­вет­ству­ю­щи­ми буквами. Цифры в от­ве­те могут повторяться.

Ответ:

3.   Установите со­от­вет­ствие между фи­зи­че­ски­ми величинами и формулами, по ко­то­рым эти ве­ли­чи­ны определяются. К каж­дой позиции пер­во­го столбца под­бе­ри­те соответствующую по­зи­цию второго и за­пи­ши­те в таб­ли­цу выбранные цифры под со­от­вет­ству­ю­щи­ми буквами. Цифры в от­ве­те могут повторяться.

4.  Установите со­от­вет­ствие между фи­зи­че­ски­ми величинами и формулами, по ко­то­рым эти ве­ли­чи­ны определяются. К каж­дой позиции пер­во­го столбца под­бе­ри­те соответствующую по­зи­цию второго и за­пи­ши­те в таб­ли­цу выбранные цифры под со­от­вет­ству­ю­щи­ми буквами. Цифры в от­ве­те могут повторяться.

5.  

Два проводника, име­ю­щие одинаковые со­про­тив­ле­ния R1 = R2 = r, со­еди­не­ны параллельно. Уста­но­ви­те соответствие между фи­зи­че­ски­ми величинами и формулами, по ко­то­рым рассчитываются со­от­вет­ству­ю­щие величины. I1 и I2 — силы тока, U1 и U2 — на­пря­же­ния на этих сопротивлениях.

Ответ:

6. 

Два проводника, име­ю­щие одинаковые со­про­тив­ле­ния R1 = R2 = r, со­еди­не­ны параллельно. Уста­но­ви­те соответствие между фи­зи­че­ски­ми величинами и формулами, по ко­то­рым рассчитываются со­от­вет­ству­ю­щие величины. I1 и I2 — силы тока, U1 и U2 — на­пря­же­ния на этих сопротивлениях.

7.  

Два проводника, име­ю­щие одинаковые со­про­тив­ле­ния R1 = R2= r, вклю­че­ны последовательно. Уста­но­ви­те соответствие между фи­зи­че­ски­ми величинами и формулами, по ко­то­рым рассчитываются со­от­вет­ству­ю­щие величины при по­сле­до­ва­тель­ном соединении проводников. I1 и I2 — силы тока, U1 и U2 — на­пря­же­ния на этих сопротивлениях.

Ответ:

8. 

Два проводника, име­ю­щие одинаковые со­про­тив­ле­ния R1 = R2= r, вклю­че­ны последовательно. Уста­но­ви­те соответствие между фи­зи­че­ски­ми величинами и формулами, по ко­то­рым рассчитываются со­от­вет­ству­ю­щие величины при по­сле­до­ва­тель­ном соединении проводников. I1 и I2 — силы тока, U1 и U2 — на­пря­же­ния на этих сопротивлениях.

Ответ:

9.   Установите со­от­вет­ствие между фи­зи­че­ски­ми величинами и формулами, по ко­то­рым эти ве­ли­чи­ны определяются.

10.  Установите со­от­вет­ствие между фи­зи­че­ски­ми величинами и формулами, по ко­то­рым эти ве­ли­чи­ны определяются.

Ответ

11. 

Сплошной кубик с реб­ром а пол­но­стью погружён в ци­лин­дри­че­ский сосуд с жид­ко­стью плотностью ρж так, как по­ка­за­но на рисунке. Рядом с со­су­дом установлена вер­ти­каль­ная линейка, поз­во­ля­ю­щая определить по­ло­же­ние кубика в сосуде. Ис­поль­зуя рисунок, уста­но­ви­те соответствие между фи­зи­че­ски­ми величинами и формулами, по ко­то­рым их можно рассчитать: к каж­до­му элементу пер­во­го столбца под­бе­ри­те соответствующий эле­мент из вто­ро­го и вне­си­те в стро­ку ответов вы­бран­ные цифры под со­от­вет­ству­ю­щи­ми буквами. Цифры в от­ве­те могут повторяться.

12. 

Сплошной кубик с реб­ром а пол­но­стью погружён в ци­лин­дри­че­ский сосуд с жид­ко­стью плотностью ρ так, как по­ка­за­но на рисунке. Рядом с со­су­дом установлена вер­ти­каль­ная линейка, поз­во­ля­ю­щая определить по­ло­же­ние кубика в сосуде. Ис­поль­зуя рисунок, уста­но­ви­те соответствие между фи­зи­че­ски­ми величинами и формулами, по ко­то­рым их можно рассчитать: к каж­до­му элементу пер­во­го столбца под­бе­ри­те соответствующий эле­мент из вто­ро­го и вне­си­те в стро­ку ответов вы­бран­ные цифры под со­от­вет­ству­ю­щи­ми буквами. Цифры в от­ве­те могут повторяться.

Ответ:

13.   Брусок мас­сой   по­ко­ит­ся на плоскости, наклонённой под углом   к горизонту. Ко­эф­фи­ци­ент тре­ния между брус­ком и плос­ко­стью равен  . Уста­но­ви­те со­от­вет­ствие между фи­зи­че­ски­ми ве­ли­чи­на­ми и формулами, по ко­то­рым они определяются. За­пи­ши­те в таб­ли­цу вы­бран­ные цифры под со­от­вет­ству­ю­щи­ми буквами. Цифры в от­ве­те могут повторяться.

Ответ:

14.  Брусок мас­сой   по­ко­ит­ся на плоскости, наклонённой под углом   к горизонту. Ко­эф­фи­ци­ент тре­ния между брус­ком и плос­ко­стью равен  . Уста­но­ви­те со­от­вет­ствие между фи­зи­че­ски­ми ве­ли­чи­на­ми и формулами, по ко­то­рым они определяются. За­пи­ши­те в таб­ли­цу вы­бран­ные цифры под со­от­вет­ству­ю­щи­ми буквами. Цифры в от­ве­те могут повторяться.

Ответ

15.  Брусок мас­сой   сколь­зит по плоскости, наклонённой под углом   к горизонту. Ко­эф­фи­ци­ент тре­ния между брус­ком и плос­ко­стью равен  . Уста­но­ви­те со­от­вет­ствие между фи­зи­че­ски­ми ве­ли­чи­на­ми и формулами, по ко­то­рым они определяются. За­пи­ши­те в таб­ли­цу вы­бран­ные цифры под со­от­вет­ству­ю­щи­ми буквами. Цифры в от­ве­те могут повторяться.

Ответ

16.  Брусок мас­сой   сколь­зит по плоскости, наклонённой под углом   к горизонту. Ко­эф­фи­ци­ент тре­ния между брус­ком и плос­ко­стью равен  . Уста­но­ви­те со­от­вет­ствие между фи­зи­че­ски­ми ве­ли­чи­на­ми и формулами, по ко­то­рым они определяются. За­пи­ши­те в таб­ли­цу вы­бран­ные цифры под со­от­вет­ству­ю­щи­ми буквами. Цифры в от­ве­те могут повторяться.

Ответ:

17.  Установите соответствие между формулами для расчёта физических величин и названиями этих величин. В формулах использованы обозначения: m — масса тела; υ — скорость тела. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Ответ:

18.   Уста­но­ви­те со­от­вет­ствие между фи­зи­че­ски­ми ве­ли­чи­на­ми и формулами, по ко­то­рым они определяются. За­пи­ши­те в таб­ли­цу вы­бран­ные цифры под со­от­вет­ству­ю­щи­ми буквами. Цифры в от­ве­те могут повторяться.

19.  Уста­но­ви­те со­от­вет­ствие между фи­зи­че­ски­ми ве­ли­чи­на­ми и формулами, по ко­то­рым они определяются. За­пи­ши­те в таб­ли­цу вы­бран­ные цифры под со­от­вет­ству­ю­щи­ми буквами. Цифры в от­ве­те могут повторяться.

20.   Уста­но­ви­те со­от­вет­ствие между фи­зи­че­ски­ми ве­ли­чи­на­ми и формулами, по ко­то­рым они определяются. За­пи­ши­те в таб­ли­цу вы­бран­ные цифры под со­от­вет­ству­ю­щи­ми буквами.

21.  Установите соответствие между формулами для расчёта физических величин и названиями этих величин. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Ответ:

22.   Установите соответствие между формулами для расчёта физических величин и названиями этих величин. В формулах использованы обозначения: R — радиус окружности; T — период обращения. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Ответ:

23.  Установите соответствие между формулами для расчёта физических величин и названиями этих величин. В формулах использованы обозначения:   — единица времени; N — число оборотов. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Ответ:

24.   Установите соответствие между формулами для расчёта физических величин и названиями этих величин. В формулах использованы обозначения: m — масса грузика; k — жесткость пружины, l — длина нити, g — модуль свободного падения. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

25.  Установите соответствие между формулами для расчёта физических величин и названиями этих величин. В формулах использованы обозначения:   — плотность; h — высота столба жидкости, V — объем тела, g — ускорение свободного падения. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Тепловые явления Часть 1

1.  Внутренняя энер­гия тела зависит

1) только от тем­пе­ра­ту­ры этого тела

2) только от массы этого тела

3) только от аг­ре­гат­но­го состояния вещества

4) от температуры, массы тела и аг­ре­гат­но­го состояния вещества

2.  Примером явления, в ко­то­ром механическая энер­гия превращается во внутреннюю, может служить

1) кипение воды на га­зо­вой конфорке

2) свечение нити на­ка­ла электрической лампочки

3) нагревание ме­тал­ли­че­ской проволоки в пла­ме­ни костра

4) затухание ко­ле­ба­ний нитяного ма­ят­ни­ка в воздухе

3.   При охлаждении столбика спирта в термометре

1) увеличивается среднее расстояние между молекулами спирта

2) уменьшается объём каждой молекулы спирта

3) увеличивается объём каждой молекулы спирта

4) уменьшается среднее расстояние между молекулами спирта

4.  При нагревании столбика спирта в термометре

1) уменьшается среднее расстояние между молекулами спирта

2) увеличивается среднее расстояние между молекулами спирта

3) увеличивается объём молекул спирта

4) уменьшается объём молекул спирта

5.  Выберите из предложенных пар веществ ту, в которой скорость диффузии при одинаковой температуре будет наименьшая.

1) раствор медного купороса и вода

2) крупинка перманганата калия (марганцовки) и вода

3) пары эфира и воздух

4) свинцовая и медная пластины

6.  При нагревании газа в герметично закрытом сосуде постоянного объёма

1) увеличивается среднее расстояние между молекулами

2) уменьшается средний модуль скорости движения молекул

3) уменьшается среднее расстояние между молекулами

4) увеличивается средний модуль скорости движения молекул

7.   При охлаждении газа в герметично закрытом сосуде постоянного объёма

1) уменьшается среднее расстояние между молекулами

2) увеличивается среднее расстояние между молекулами

3) уменьшается средний модуль скорости движения молекул

4) увеличивается средний модуль скорости движения молекул

8.  Какой(-ие) из видов теплопередачи осуществляется(-ются) без переноса вещества?

1) излучение и теплопроводность

2) излучение и конвекция

3) только теплопроводность

4) только конвекция

9.  После того как пар, имеющий температуру 120 °С, впустили в воду при комнатной температуре, внутренняя энергия

1) и пара, и воды уменьшилась

2) и пара, и воды увеличилась

3) пара уменьшилась, а воды увеличилась

4) пара увеличилась, а воды уменьшилась

10.  Какой вид теплопередачи происходит без переноса вещества?

А. Конвекция.

Б. Теплопроводность.

Правильным является ответ

1) и А, и Б

2) ни А, ни Б

3) только А

4) только Б

11.   В отсутствии теплопередачи объем газа увеличился. При этом

1) температура газа уменьшилась, а внутренняя энергия не изменилась

2) температура газа не изменилась, а внутренняя энергия увеличилась

3) температура и внутренняя энергия газа уменьшились

4) температура и внутренняя энергия газа увеличились

12.  В каком агрегатном состоянии находится вещество, если оно имеет собственные форму и объем?

1) только в твердом

2) только в жидком

3) только в газообразном

4) в твердом или в жидком

13.  При охлаждении газа в замкнутом сосуде

1) увеличивается средний модуль скорости движения молекул

2) уменьшается средний модуль скорости движения молекул

3) увеличивается среднее расстояние между молекулами

4) уменьшается среднее расстояние между молекулами

14.  На рисунке представлен график зависимости температуры вещества t от полученного количества теплоты Q в процессе нагревания. Первоначально вещество находилось в твёрдом состоянии. Какому агрегатному состоянию соответствует точка А на графике?

1) твёрдому состоянию

2) жидкому состоянию

3) газообразному состоянию

4) частично твёрдому, частично жидкому состоянию

15.  Четыре ложки изготовлены из разных материалов: алюминия, дерева, пластмассы и стекла. Наибольшей теплопроводностью обладает ложка, изготовленная из

1) алюминия

2) дерева

3) пластмассы

4) стекла

16.  Выберите из предложенных пар веществ ту, в которой скорость диффузии при одинаковой температуре будет наибольшая.

1) раствор медного купороса и вода

2) крупинка перманганата калия (марганцовки) и вода

3) пары эфира и воздух

4) свинцовая и медная пластины

17.  При охлаждении газа в замкнутом сосуде

1) увеличивается средний модуль скорости движения молекул

2) уменьшается средний модуль скорости движения молекул

3) увеличивается среднее расстояние между молекулами

4) уменьшается среднее расстояние между молекулами

18.   На рисунке приведён график зависимости температуры воды от времени. Какой(-ие) из участков графика относится(-ятся) к процессу охлаждения воды?

1) только ЕЖ

2) только ГД

3) ГД и ЕЖ

4) ГД, ДЕ и ЕЖ

19.  Какой вид теплопередачи происходит без переноса вещества?

А. Излучение.

Б. Конвекция.

Правильным является ответ

1) только А

2) только Б

3) и А, и Б

4) ни А, ни Б

20.  Вещество в газообразном состоянии

1) имеет собственную форму и собственный объём

2) имеет собственный объём, но не имеет собственной формы

3) не имеет ни собственной формы, ни собственного объёма

4) имеет собственную форму, но не имеет собственного объёма

21.  При охлаждении столбика спирта в термометре

1) уменьшается объём молекул спирта

2) увеличивается объём молекул спирта

3) уменьшается среднее расстояние между молекулами спирта

4) увеличивается среднее расстояние между молекулами спирта

22.   После того как горячую деталь опустят в холодную воду, внутренняя энергия

1) и детали, и воды будет увеличиваться

2) и детали, и воды будет уменьшаться

3) детали будет уменьшаться, а воды — увеличиваться

4) детали будет увеличиваться, а воды — уменьшаться

23.  Турист разжёг костёр на привале в безветренную погоду. Находясь на некотором расстоянии от костра, турист ощущает тепло. Каким способом в основном происходит процесс передачи теплоты от костра к туристу?

1) путём теплопроводности

2) путём конвекции

3) путём излучения

4) путём теплопроводности и конвекции

24.  Какие изменения энергии происходят в куске льда при его таянии?

1) увеличивается кинетическая энергия куска льда

2) уменьшается внутренняя энергия куска льда

3) увеличивается внутренняя энергия куска льда

4) увеличивается внутренняя энергия воды, из которой состоит кусок льда

25.  На рисунке изображён график зависимости температуры t двух килограммов некоторой жидкости от сообщаемого ей количества теплоты Q.

Чему равна удельная теплоёмкость этой жидкости?

1) 1600 Дж/(кг · °С)

2) 3200 Дж/(кг · °С)

3) 1562,5 Дж/(кг · °С)

4) 800 Дж/(кг · °С)

26.  На рисунке изображён график зависимости температуры t четырёх килограммов некоторой жидкости от сообщаемого ей количества теплоты Q.

Чему равна удельная теплоёмкость этой жидкости?

1) 1600 Дж/(кг · °С)

2) 3200 Дж/(кг · °С)

3) 1562,5 Дж/(кг · °С)

4) 800 Дж/(кг · °С)

27.  Лёд на­ча­ли нагревать, в ре­зуль­та­те чего он перешёл в жид­кое состояние. Мо­ле­ку­лы воды в жид­ком состоянии

1) находятся в сред­нем ближе друг к другу, чем в твёрдом состоянии

2) находятся в сред­нем на тех же рас­сто­я­ни­ях друг от друга, что и в твёрдом состоянии

3) находятся в сред­нем дальше друг от друга, чем в твёрдом состоянии

4) могут на­хо­дить­ся как ближе друг к другу, так и даль­ше друг от друга, по срав­не­нию с твёрдым состоянием

28.  Алюминиевую и стальную ложки одинаковой массы, находящиеся при комнатной температуре, опустили в большой бак с кипятком. После установления теплового равновесия количество теплоты, полученное стальной ложкой от воды,

1) меньше количества теплоты, полученного алюминиевой ложкой

2) больше количества теплоты, полученного алюминиевой ложкой

3) равно количеству теплоты, полученному алюминиевой ложкой

4) может быть как больше, так и меньше количества теплоты, полученного алюминиевой ложкой

29.  Открытый сосуд заполнен водой. На каком рисунке правильно изображено направление конвекционных потоков при приведённой схеме нагревания?

1) 2) 3) 4)

30.  В оди­на­ко­вые со­су­ды с рав­ны­ми мас­са­ми воды при оди­на­ко­вой тем­пе­ра­ту­ре по­гру­зи­ли ла­тун­ный и свин­цо­вый шары с рав­ны­ми мас­са­ми и оди­на­ко­вы­ми температурами, более высокими, чем тем­пе­ра­ту­ра воды. Известно, что после уста­нов­ле­ния теп­ло­во­го рав­но­ве­сия тем­пе­ра­ту­ра воды в со­су­де с ла­тун­ным шаром по­вы­си­лась больше, чем в со­су­де со свин­цо­вым шаром. У ка­ко­го ме­тал­ла — ла­ту­ни или свин­ца — удель­ная теплоёмкость больше? Какой из шаров пе­ре­дал воде и со­су­ду боль­шее ко­ли­че­ство теплоты?

1) удельная теплоёмкость ла­ту­ни больше, ла­тун­ный шар пе­ре­дал воде и со­су­ду боль­шее ко­ли­че­ство теплоты

2) удельная теплоёмкость ла­ту­ни больше, ла­тун­ный шар пе­ре­дал воде и со­су­ду мень­шее ко­ли­че­ство теплоты

3) удельная теплоёмкость свин­ца больше, свин­цо­вый шар пе­ре­дал воде и со­су­ду боль­шее ко­ли­че­ство теплоты

4) удельная теплоёмкость свин­ца больше, свин­цо­вый шар пе­ре­дал воде и со­су­ду мень­шее ко­ли­че­ство теплоты

31.   В оди­на­ко­вые со­су­ды с рав­ны­ми мас­са­ми воды при оди­на­ко­вой тем­пе­ра­ту­ре по­гру­зи­ли мед­ный и ни­ке­ле­вый шары с рав­ны­ми мас­са­ми и оди­на­ко­вы­ми температурами, более высокими, чем тем­пе­ра­ту­ра воды. Известно, что после уста­нов­ле­ния теп­ло­во­го рав­но­ве­сия тем­пе­ра­ту­ра воды в со­су­де с ни­ке­ле­вым шаром по­вы­си­лась больше, чем в со­су­де с мед­ным шаром. У ка­ко­го ме­тал­ла — меди или ни­ке­ля — удель­ная теплоёмкость больше? Какой из шаров пе­ре­дал воде и со­су­ду боль­шее ко­ли­че­ство теплоты?

1) удельная теплоёмкость меди больше, мед­ный шар пе­ре­дал воде и со­су­ду боль­шее ко­ли­че­ство теплоты

2) удельная теплоёмкость меди больше, мед­ный шар пе­ре­дал воде и со­су­ду мень­шее ко­ли­че­ство теплоты

3) удельная теплоёмкость ни­ке­ля больше, ни­ке­ле­вый шар пе­ре­дал воде и со­су­ду боль­шее ко­ли­че­ство теплоты

4) удельная теплоёмкость ни­ке­ля больше, ни­ке­ле­вый шар пе­ре­дал воде и со­су­ду мень­шее ко­ли­че­ство теплоты

32.   Два оди­на­ко­вых тер­мо­мет­ра по­ме­сти­ли в футляры, сде­лан­ные из оди­на­ко­во­го ма­те­ри­а­ла и име­ю­щие оди­на­ко­вые размеры. Один из фу­тля­ров сна­ру­жи был вы­кра­шен белой краской, вто­рой — чёрной краской. Оба фу­тля­ра вы­ста­ви­ли под пря­мые сол­неч­ные лучи. Термометр, на­хо­дя­щий­ся в белом футляре, покажет

1) более вы­со­кую температуру, чем тер­мо­метр в чёрном футляре

2) такую же температуру, как и тер­мо­метр в чёрном футляре

3) более низ­кую температуру, чем тер­мо­метр в чёрном футляре

4) температуру воз­ду­ха снаружи, а термометр, на­хо­дя­щий­ся в чёрном футляре, по­ка­жет тем­пе­ра­ту­ру воз­ду­ха внут­ри футляра

33.  Две ко­ро­боч­ки оди­на­ко­вых раз­ме­ров сде­ла­ны из раз­ных материалов: пер­вая — из по­ри­сто­го ма­те­ри­а­ла (пенопласта), а вто­рая — из плот­но­го ма­те­ри­ла (жести). В каж­дую из ко­ро­бо­чек по­ме­сти­ли по оди­на­ко­во­му термометру, по­ка­зы­ва­ю­ще­му ком­нат­ную температуру, после чего обе ко­ро­боч­ки вы­нес­ли на улицу на силь­ный мороз. Через не­сколь­ко минут пре­бы­ва­ния ко­ро­бо­чек на улице про­ве­ри­ли по­ка­за­ния обоих термометров. Температура, ко­то­рую будет по­ка­зы­вать тер­мо­метр из пер­вой коробочки,

1) выше температуры, ко­то­рую будет по­ка­зы­вать тер­мо­метр из вто­рой коробочки

2) такая же, какую будет по­ка­зы­вать тер­мо­метр из вто­рой коробочки

3) ниже температуры, ко­то­рую будет по­ка­зы­вать тер­мо­метр из вто­рой коробочки

4) равна ком­нат­ной температуре, а температура, ко­то­рую будет по­ка­зы­вать тер­мо­метр из вто­рой коробочки, равна тем­пе­ра­ту­ре воз­ду­ха на улице

34. Колбу с воздухом, за­кры­тую проб­кой и на­хо­дя­щу­ю­ся дли­тель­ное время в ком­на­те при тем­пе­ра­ту­ре +20 °С, це­ли­ком по­гру­зи­ли в боль­шую ванну с водой. Тем­пе­ра­ту­ра воды в ванне была равна 0 °С. В ре­зуль­та­те уста­нов­ле­ния теп­ло­во­го рав­но­ве­сия внут­рен­няя энер­гия воз­ду­ха в колбе

1) увеличится

2) не изменится

3) уменьшится

4) станет рав­ной нулю

35.   Колбу с воздухом, за­кры­тую проб­кой и на­хо­дя­щу­ю­ся дли­тель­ное время в ком­на­те при тем­пе­ра­ту­ре +20 °С, це­ли­ком по­гру­зи­ли в боль­шую ванну с водой. Тем­пе­ра­ту­ра воды в ванне была равна +50 °С. В ре­зуль­та­те уста­нов­ле­ния теп­ло­во­го рав­но­ве­сия внут­рен­няя энер­гия воз­ду­ха в колбе

1) увеличится

2) не изменится

3) уменьшится

4) станет рав­ной нулю

36.  Стакан воды на­гре­ли от 20 °С до 50 °С. При этом

1) увеличилась внут­рен­няя энер­гия воды

2) увеличилась ки­не­ти­че­ская энер­гия воды

3) увеличилась по­тен­ци­аль­ная энер­гия воды

4) энергия воды не изменилась

37.  При рез­ком сжа­тии воз­ду­ха его внут­рен­няя энергия

1) уменьшается

2) увеличивается

3) не изменяется

4) может как увеличиваться, так и умень­шать­ся — в за­ви­си­мо­сти от быст­ро­ты сжатия

38.  Из хо­ло­диль­ни­ка вы­ну­ли за­кры­тую крыш­кой ка­стрю­лю с водой, име­ю­щую тем­пе­ра­ту­ру +5 °С. Чтобы по­до­греть воду, ка­стрю­лю с водой можно:

А. по­ста­вить на га­зо­вую горелку; Б. осве­щать свер­ху мощ­ной элек­три­че­ской лампой.

 В каких из вы­ше­пе­ре­чис­лен­ных слу­ча­ев вода в ка­стрю­ле на­гре­ва­ет­ся в ос­нов­ном путём конвекции?

1) только А

2) только Б

3) и А, и Б

4) ни А, ни Б

39.  Из хо­ло­диль­ни­ка вы­ну­ли за­кры­тую крыш­кой ка­стрю­лю с водой, име­ю­щую тем­пе­ра­ту­ру +5 °С. Чтобы по­до­греть воду, ка­стрю­лю с водой можно:

А. по­ста­вить на га­зо­вую горелку;

Б. осве­щать свер­ху мощ­ной элек­три­че­ской лампой.

В каких из вы­ше­пе­ре­чис­лен­ных слу­ча­ев вода в ка­стрю­ле на­гре­ва­ет­ся в ос­нов­ном путём излучения?

1) только А

2) только Б

3) и А, и Б

4) ни А, ни Б

40.  При охла­жде­нии стол­би­ка спир­та в термометре

1) увеличивается сред­нее рас­сто­я­ние между мо­ле­ку­ла­ми спирта

2) уменьшается объём каж­дой мо­ле­ку­лы спирта

3) увеличивается объём каж­дой мо­ле­ку­лы спирта

4) уменьшается сред­нее рас­сто­я­ние между мо­ле­ку­ла­ми спирта

41.  

На гор­лыш­ко стек­лян­ной бу­тыл­ки на­тя­ну­ли пу­стой воз­душ­ный шарик, после чего по­ме­сти­ли бу­тыл­ку в тазик с го­ря­чей водой. Шарик на­дул­ся (см. рисунок). По­че­му это произошло?

1) Обо­лоч­ка ша­ри­ка на­гре­лась от бу­тыл­ки по­сред­ством теп­ло­про­вод­но­сти и расширилась.

2) При на­гре­ва­нии бу­тыл­ки воз­дух в ней также нагрелся, расширился, про­ник в шарик и надул его.

3) В шарик про­ник­ли пары го­ря­чей воды, ко­то­рые рас­ши­ри­лись и на­ду­ли его.

4) Дав­ле­ние ат­мо­сфер­но­го воз­ду­ха над та­зи­ком с го­ря­чей водой уменьшилось, и это вы­зва­ло раз­ду­ва­ние шарика.

42. 

В стек­лян­ную бу­тыл­ку на­ли­ли го­ря­чую воду. Через не­сколь­ко минут эту воду вылили, а на гор­лыш­ко бу­тыл­ки на­тя­ну­ли пу­стой воз­душ­ный шарик, после чего по­ме­сти­ли бу­тыл­ку под струю хо­лод­ной воды. Шарик втя­нул­ся внутрь бу­тыл­ки (см. рисунок). По­че­му это произошло?

1) При охла­жде­нии бу­тыл­ки хо­лод­ной водой над ней по­вы­си­лось ат­мо­сфер­ное давление.

2) Обо­лоч­ка ша­ри­ка охла­ди­лась от бу­тыл­ки по­сред­ством теп­ло­про­вод­но­сти и сжалась.

3) Тёплый воздух, ко­то­рый вна­ча­ле был в бутылке, при охла­жде­нии сжался, его дав­ле­ние упало, и на­руж­ное ат­мо­сфер­ное дав­ле­ние про­толк­ну­ло воз­душ­ный шарик в бутылку.

4) При охла­жде­нии на­гре­тых сте­нок бу­тыл­ки они элек­три­зу­ют­ся и при­тя­ги­ва­ют к себе воз­душ­ный шарик.

43.  В таб­ли­це при­ве­де­ны зна­че­ния коэффициента, ко­то­рый ха­рак­те­ри­зу­ет ско­рость про­цес­са теп­ло­про­вод­но­сти ве­ще­ства для не­ко­то­рых стро­и­тель­ных материалов.

 В усло­ви­ях хо­лод­ной зимы наи­мень­ше­го до­пол­ни­тель­но­го утеп­ле­ния при рав­ной тол­щи­не стен тре­бу­ет дом из

1) си­ли­кат­но­го кирпича

2) газобетона

3) железобетона

4) дерева

44.   Один ста­кан с водой стоит на столе в комнате, а дру­гой ста­кан с водой такой же массы и такой же тем­пе­ра­ту­ры на­хо­дит­ся на полке, ви­ся­щей на вы­со­те 80 см от­но­си­тель­но стола. Внут­рен­няя энер­гия воды в ста­ка­не на столе

1) равна нулю

2) мень­ше внут­рен­ней энер­гии воды на полке

3) боль­ше внут­рен­ней энер­гии воды на полке

4) равна внут­рен­ней энер­гии воды на полке

45. 

На ри­сун­ке изображён гра­фик за­ви­си­мо­сти дав­ле­ния p от объёма V при пе­ре­хо­де газа в от­сут­ствие теп­ло­пе­ре­да­чи из со­сто­я­ния 1 в со­сто­я­ние 2. При ука­зан­ном про­цес­се внут­рен­няя энер­гия газа

1) не изменяется

2) может уве­ли­чить­ся или уменьшиться

3) обя­за­тель­но уменьшается

4) обя­за­тель­но увеличивается

46. 

На ри­сун­ке изображён гра­фик за­ви­си­мо­сти дав­ле­ния p от объёма V при пе­ре­хо­де газа в от­сут­ствие теп­ло­пе­ре­да­чи из со­сто­я­ния 1 в со­сто­я­ние 2. При ука­зан­ном про­цес­се внут­рен­няя энер­гия газа

1) не изменяется

2) может уве­ли­чить­ся или уменьшиться

3) обя­за­тель­но уменьшается

4) обя­за­тель­но увеличивается

47.  Утром жар­ко­го дня ветер дует с суши на море. Это объ­яс­ня­ет­ся тем, что

1) удель­ная теп­ло­ем­кость воды больше, чем удель­ная теп­ло­ем­кость суши

2) удель­ная теп­ло­ем­кость воды меньше, чем удель­ная теп­ло­ем­кость суши

3) теп­ло­про­вод­ность воды больше, чем теп­ло­про­вод­ность суши

4) теп­ло­про­вод­ность воды меньше, чем теп­ло­про­вод­ность суши

48.  Мальчик под­нес снизу руку к «подошве» на­гре­то­го утюга, не ка­са­ясь ее, и ощу­тил иду­щий от утюга жар. Каким способом, в основном, про­ис­хо­дит про­цесс пе­ре­да­чи теп­ло­ты от утюга к руке

1) путем теплопроводности

2) путем конвекции

3) путем излучения

4) путем теп­ло­про­вод­но­сти и конвекции

49.  В сосуд ак­ку­рат­но налили, не перемешивая, мед­ный ку­по­рос и воду. Сна­ча­ла сосуд по­ме­сти­ли в холодильник, а затем пе­ре­ста­ви­ли в тёплую комнату. Что произойдёт со ско­ро­стью диффузии?

1) уве­ли­чит­ся

2) умень­шит­ся

3) не изменится

4) ответ за­ви­сит от ат­мо­сфер­но­го давления

50.   Температуру жидкостей, в ко­то­рых про­ис­хо­дит диффузия, повысили. Как из­ме­ни­лась при этом ско­рость диффузии?

1) не изменилась

2) увеличилась

3) уменьшилась

4) ответ за­ви­сит от плот­но­сти жидкостей

Тепловые явления. Часть 2

1.  В процессе кипения жидкости, предварительно нагретой до температуры кипения, сообщаемая ей энергия идёт

1) на увеличение средней скорости движения молекул

2) на увеличение средней скорости движения молекул и на преодоление сил взаимодействия между молекулами

3) на преодоление сил взаимодействия между молекулами без увеличения средней скорости их движения

4) на увеличение средней скорости движения молекул и на увеличение сил взаимодействия между молекулами

2.  Открытый сосуд с водой находится в лаборатории, в которой поддерживается определённая температура и влажность воздуха. Скорость испарения будет равна скорости конденсации воды в сосуде

1) только при условии, что температура в лаборатории больше 25 °С

2) только при условии, что влажность воздуха в лаборатории равна 100%

3) только при условии, что температура в лаборатории меньше 25 °С, а влажность воздуха меньше 100%

4) при любой температуре и влажности в лаборатории

3.   Удельная теплоёмкость стали равна  500 Дж/кг·°С. Что это означает?

1) для нагревания 1 кг стали на 1 °С необходимо затратить энергию 500 Дж

2) для нагревания 500 кг стали на 1 °С необходимо затратить энергию 1 Дж

3) для нагревания 1 кг стали на 500 °С необходимо затратить энергию 1 Дж

4) для нагревания 500 кг стали на 1 °С необходимо затратить энергию 500 Дж

4.  Удельная теплоёмкость стали равна 500 Дж/кг·°С. Что это означает?

1) при охлаждении 1 кг стали на 1 °С выделяется энергия 500 Дж

2) при охлаждении 500 кг стали на 1 °С выделяется энергия 1 Дж

3) при охлаждении 1 кг стали на 500 °С выделяется энергия 1 Дж

4) при охлаждении 500 кг стали на 1 °С выделяется энергия 500 Дж

5. 

На ри­сун­ке представлен гра­фик зависимости тем­пе­ра­ту­ры от вре­ме­ни для про­цес­са нагревания воды при нор­маль­ном атмосферном давлении. Пер­во­на­чаль­но вода на­хо­ди­лась в твёрдом состоянии.

Какое из утвер­жде­ний является неверным?

1) Участок DE со­от­вет­ству­ет процессу ки­пе­ния воды.

2) Точка С со­от­вет­ству­ет жидкому со­сто­я­нию воды.

3) В про­цес­се АВ внут­рен­няя энергия льда не изменяется.

4) В про­цес­се ВС внут­рен­няя энергия си­сте­мы лёд-вода увеличивается.

6.  КПД тепловой машины равен 30%. Это означает, что при выделении энергии Q при сгорании топлива, на совершение полезной работы затрачивается энергия, равная

1) 1,3Q 2) 0,7Q 3) 0,4Q 4) 0,3Q

7. 

На ри­сун­ке приведён гра­фик зависимости тем­пе­ра­ту­ры t воды от вре­ме­ни τ при нор­маль­ном атмосферном давлении. Какое из утвер­жде­ний является неверным?

1) Участок АБ со­от­вет­ству­ет процессу на­гре­ва­ния воды.

2) В процессе, со­от­вет­ству­ю­щем участку ЕЖ, внут­рен­няя энергия воды уменьшается.

3) Точка Е со­от­вет­ству­ет твёрдому со­сто­я­нию воды.

4) В процессе, со­от­вет­ству­ю­щем участку БВ, внут­рен­няя энергия си­сте­мы вода — пар увеличивается.

8. 

На ри­сун­ке пред­став­лен гра­фик за­ви­си­мо­сти тем­пе­ра­ту­ры от вре­ме­ни для про­цес­са на­гре­ва­ния слит­ка свин­ца мас­сой 1 кг. Какое ко­ли­че­ство теп­ло­ты по­лу­чил сви­нец за 10 мин нагревания?

 Примечание.

Удельную теплоёмкость свин­ца считать равной   

1) 1300 Дж

2) 26000 Дж

3) 29510 Дж

4) 78000 Дж

9. 

На рисунке приведен график зависимости температуры воды от времени. Начальная температура воды 50 °С. В каком состоянии находится вода в момент времени τ1?

1) только в газообразном

2) только в жидком

3) часть воды — в жидком состоянии и часть воды — в газообразном

4) часть воды — в жидком состоянии и часть воды — в кристаллическом

10.  На диаграмме для двух веществ приведены значения количества теплоты, необходимого для нагревания 1 кг вещества на 10 °С и для плавления 100 г вещества, нагретого до температуры плавления. Сравните удельные теплоемкости c двух веществ.

1) 

2) 

3) 

4) 

11. 

На диаграмме для двух веществ одинаковой массы приведены значения количества теплоты, необходимого для их нагревания на одно и то же число градусов. Сравните удельную теплоемкость c1 и c2 этих веществ.

1) 

2) 

3) 

4) 

12. 

На рисунке приведен график зависимости температуры спирта от времени при его охлаждении и последующем нагревании. Первоначально спирт находился в газообразном состоянии. Какой участок графика соответствует процессу конденсации спирта?

1) АВ 2) ВС 3) CD 4) DE

13.  При опускании в стакан с горячей водой деревянной и алюминиевой ложек

1) алюминиевая ложка нагревается быстрее, так как плотность алюминия больше

2) алюминиевая ложка нагревается быстрее, так как теплопроводность алюминия выше

3) деревянная ложка нагревается быстрее, так как плотность дерева меньше

4) деревянная ложка нагревается быстрее, так как теплопроводность дерева ниже

14.  Два шара одинаковой массы, изготовленные соответственно из меди и алюминия, были нагреты на 50 °С. При этом на нагревание медного шара потребовалось

1) больше энергии, так как плотность меди больше

2) больше энергии, так как удельная теплоёмкость меди больше

3) меньше энергии, так как плотность меди меньше

4) меньше энергии, так как удельная теплоёмкость меди меньше

15.   Два шара одинакового объёма, изготовленные соответственно из цинка и меди, были нагреты на 50 °С. При этом на нагревание медного шара потребовалось

1) больше энергии, так как масса медного шара больше

2) больше энергии, так как удельная теплоёмкость меди больше

3) меньше энергии, так как масса медного шара меньше

4) меньше энергии, так как удельная теплоёмкость меди меньше

16.  Удельная теп­ло­та плавления стали равна 78 кДж/кг. Это означает, что

1) для плав­ле­ния 1 кг стали при тем­пе­ра­ту­ре её плав­ле­ния потребуется 78 кДж энергии

2) для плав­ле­ния 78 кг стали при тем­пе­ра­ту­ре её плав­ле­ния потребуется 1 кДж энергии

3) для плав­ле­ния 1 кг стали при ком­нат­ной температуре по­тре­бу­ет­ся 78 кДж энергии

4) для плав­ле­ния 78 кг стали при ком­нат­ной температуре по­тре­бу­ет­ся 1 кДж энергии

17.  Какие из утвер­жде­ний верны?

А. Диф­фу­зию нель­зя на­блю­дать в твёрдых телах.

Б. Ско­рость диф­фу­зии не за­ви­сит от тем­пе­ра­ту­ры вещества.

1) толь­ко А

2) толь­ко Б

3) оба утвер­жде­ния верны

4) оба утвер­жде­ния неверны

18.  Мяч массой m бросают вертикально вверх со скоростью v с поверхности земли. Внутренняя энергия мяча зависит

1) только от массы мяча

2) только от скорости бросания

3) от массы мяча и скорости бросания

4) от массы и температуры мяча

19.  Мяч массой m поднят на высоту h относительно поверхности земли. Внутренняя энергия мяча зависит

1) только от массы мяча

2) только от высоты подъёма

3) от массы мяча и высоты подъёма

4) от массы и температуры мяча

20.  Удельная теплоёмкость свинца равна 130 Дж/(кг·°С). Это означает, что

1) при охлаждении 1 кг свинца на 130 °С выделяется 1 Дж энергии

2) при охлаждении 1 кг свинца на 1 °С выделяется 130 Дж энергии

3) при охлаждении 130 кг свинца на 1 °С выделяется 1 Дж энергии

4) при охлаждении 130 кг свинца на 130 °С выделяется 1 Дж энергии

21.   Один стакан с водой стоит на столе в тёплом помещении, другой с водой такой же массы — в холодильнике. Внутренняя энергия воды в стакане, стоящем в холодильнике,

1) равна внутренней энергии воды в стакане, стоящем на столе

2) больше внутренней энергии воды в стакане, стоящем на столе

3) меньше внутренней энергии воды в стакане, стоящем на столе

4) равна нулю

22.  Примером броуновского движения является

1) беспорядочное движение цветочной пыльцы в капельке воды

2) беспорядочное движение мошек под фонарём

3) растворение твёрдых веществ в жидкостях

4) проникновение питательных веществ из почвы в корни растений

23.  На рисунке представлены графики зависимости температуры t от времени τ для трёх твёрдых тел одинаковой массы: из алюминия, из меди и из свинца. Тела нагревают на одинаковых горелках. Определите, какой график соответствует нагреванию тела из алюминия, какой — из меди, а какой — из свинца.

1) 1 — медь, 2 — алюминий, 3 — свинец

2) 1 — алюминий, 2 — свинец, 3 — медь

3) 1 — медь, 2 — свинец, 3 — алюминий

4) 1 — алюминий, 2 — медь, 3 — свинец

24.  

На рисунке представлены графики нагревания и плавления двух твёрдых веществ — «1» и «2» — одинаковой массы, взятых при одинаковой начальной температуре. Образцы нагреваются на одинаковых горелках. Сравните удельные теплоёмкости этих двух веществ и температуры их плавления

1) У вещества «1» больше удельная теплоёмкость и температура плавления, чем у вещества «2».

2) У вещества «1» меньше удельная теплоёмкость, но выше температура плавления, чем у вещества «2».

3) У вещества «1» больше удельная теплоёмкость, но ниже температура плавления, чем у вещества «2».

4) У вещества «1» такая же удельная теплоёмкость, как у вещества «2», но выше температура плавления.

25.  Три цилиндра одинаковых высоты и радиуса, сделанные из алюминия, цинка и меди, нагрели до одинаковой температуры и поставили торцами на горизонтальную поверхность льда, имеющую температуру 0 °С. Когда установилось тепловое равновесие, цилиндры проплавили во льду цилиндрические углубления. Считая, что вся теплота, отводимая от цилиндров при их остывании, передавалась льду, определите, под каким из цилиндров углубление получилось больше.

1) под цинковым

2) под алюминиевым

3) под медным

4) под всеми тремя цилиндрами углубления получились одинаковыми

26.  Три цилиндра одинаковых высоты и радиуса, сделанные из алюминия, цинка и меди, нагрели до одинаковой температуры и поставили торцами на горизонтальную поверхность льда, имеющую температуру 0 °С. Когда установилось тепловое равновесие, цилиндры проплавили во льду цилиндрические углубления. Считая, что вся теплота, отводимая от цилиндров при их остывании, передавалась льду, определите, под каким из цилиндров углубление получилось меньше.

1) под цинковым

2) под алюминиевым

3) под медным

4) под всеми тремя цилиндрами углубления получились одинаковыми

27. 

На рисунке представлены графики нагревания и плавления двух твёрдых веществ одинаковой массы — 1 и 2. Вещества нагреваются на одинаковых горелках при одинаковых условиях. Определите по графикам, у какого вещества — 1 или 2 — выше температура плавления и удельная теплота плавления 

1) у вещества 1 выше и температура плавления, и удельная теплота плавления

2) у вещества 1 выше температура плавления, а у вещества 2 выше удельная теплота плавления

3) у вещества 2 выше температура плавления, а у вещества 1 выше удельная теплота плавления

4) у вещества 2 выше и температура плавления, и удельная теплота плавления

28. 

На рисунке представлены графики нагревания трёх образцов (А, Б и В), состоящих из одного и того же твёрдого вещества. Масса образца А в четыре раза больше массы образца Б, а масса образца Б в два раза меньше массы образца В. Образцы нагреваются на одинаковых горелках. Определите, какой из графиков соответствует образцу А, какой — образцу Б, а какой — образцу В.

1) график 1 — А, график 2 — Б, график 3 — В

2) график 1 — А, график 2 — В, график 3 — Б

3) график 1 — В, график 2 — Б, график 3 — А

4) график 1 — Б, график 2 — В, график 3 — А

29.   Для определения удельной теплоты сгорания топлива необходимо знать

1) энергию, выделившуюся при полном сгорании топлива, его объём и начальную температуру

2) энергию, выделившуюся при полном сгорании топлива, и его массу

3) энергию, выделившуюся при полном сгорании топлива, и его плотность

4) удельную теплоёмкость вещества, его массу, начальную и конечную температуры

30.  Какое(-ие) из нижеприведённых утвер­жде­ний являе(-ю)тся правильным(-и)?

А. Ве­ще­ство со­сто­ит из мель­чай­ших ча­стиц — ато­мов или молекул, и до­ка­за­тель­ством этому слу­жит яв­ле­ние теплопроводности.

Б. Ве­ще­ство со­сто­ит из мель­чай­ших ча­стиц — ато­мов или молекул, и одним из ар­гу­мен­тов в поль­зу этого слу­жит яв­ле­ние диффузии.

1) только А

2) только Б

3) и А, и Б

4) ни А, ни Б

31.  Какое(-ие) из нижеприведённых утвер­жде­ний являе(-ю)тся правильным(-и)?

А. Мо­ле­ку­лы или атомы в ве­ще­стве на­хо­дят­ся в не­пре­рыв­ном теп­ло­вом движении, и одним из ар­гу­мен­тов в поль­зу этого слу­жит яв­ле­ние диффузии.

Б. Мо­ле­ку­лы или атомы в ве­ще­стве на­хо­дят­ся в не­пре­рыв­ном теп­ло­вом движении, и до­ка­за­тель­ством этому слу­жит яв­ле­ние конвекции.

1) только А

2) только Б

3) и А, и Б

4) ни А, ни Б

32. 

Из трёх раз­ных хо­ло­диль­ни­ков при­нес­ли три твёрдых тела (пронумеруем их 1, 2 и 3) оди­на­ко­вой массы и на­ча­ли на­гре­вать их на оди­на­ко­вых горелках. На ри­сун­ке при­ве­де­на за­ви­си­мость тем­пе­ра­ту­ры t этих трёх тел от вре­ме­ни τ при пе­ре­да­че им теп­ло­ты от го­ре­лок (получаемая те­ла­ми от го­ре­лок мощ­ность постоянна). Удель­ные теплоёмкости c материалов, из ко­то­рых из­го­тов­ле­ны тела, со­от­но­сят­ся как

1) с1 > с2 > с3

2) с1 < с2 < с3

3) с2 > с1 > с3

4) с1 = с2 = с3

33. 

Одинаковую жид­кость раз­ли­ли в три сосуда, причём в пер­вый сосуд на­ли­ли жид­кость мас­сой m, во вто­рой сосуд — мас­сой 2m, а в тре­тий сосуд — мас­сой 3m, после чего на­ча­ли на­гре­вать каж­дый сосуд на от­дель­ной горелке. Все го­рел­ки одинаковые, вы­де­ля­е­мая ими теп­ло­та пол­но­стью передаётся жидкостям. На ри­сун­ке по­ка­за­на за­ви­си­мость тем­пе­ра­ту­ры t жид­ко­стей в трёх со­су­дах от вре­ме­ни τ при пе­ре­да­че им теп­ло­ты от го­ре­лок (мощность го­ре­лок постоянна). Укажите, какой гра­фик со­от­вет­ству­ет со­су­ду с жид­ко­стью мас­сой m, какой — со­су­ду с жид­ко­стью мас­сой 2m, какой — со­су­ду с жид­ко­стью с мас­сой 3m. Теплоёмкостью со­су­дов можно пренебречь.

1) 1 — 3m, 2 — 2m, 3 — m

2) 1 — 3m, 2 — m, 3 — 2m

3) 1 — 2m, 2 — m, 3 — 3m

4) 1 — m, 2 — 2m, 3 — 3m

34. 

На ри­сун­ке при­ве­де­на за­ви­си­мость тем­пе­ра­ту­ры T не­ко­то­ро­го ве­ще­ства мас­сой m от вре­ме­ни t. Ве­ще­ство в еди­ни­цу вре­ме­ни по­лу­ча­ет по­сто­ян­ное ко­ли­че­ство теплоты. В мо­мент вре­ме­ни t = 0 ве­ще­ство на­хо­ди­лось в твёрдом состоянии. В те­че­ние ка­ко­го ин­тер­ва­ла вре­ме­ни про­ис­хо­ди­ло плав­ле­ние этого вещества?

1) от 0 до t1

2) от t1 до t2

3) от t2 до t3

4) от t3 до t4

35.  

На ри­сун­ке при­ве­де­на за­ви­си­мость тем­пе­ра­ту­ры T не­ко­то­ро­го ве­ще­ства мас­сой m от вре­ме­ни t. Ве­ще­ство в еди­ни­цу вре­ме­ни по­лу­ча­ет по­сто­ян­ное ко­ли­че­ство теплоты. В мо­мент вре­ме­ни t = 0 ве­ще­ство на­хо­ди­лось в твёрдом состоянии. В те­че­ние ка­ко­го ин­тер­ва­ла вре­ме­ни про­ис­хо­ди­ло на­гре­ва­ние этого ве­ще­ства в жид­ком состоянии?

1) от 0 до t1

2) от t1 до t2

3) от t2 до t3

4) от t3 до t4

36. 

В алю­ми­ни­е­вой кастрюле, по­став­лен­ной на элек­три­че­скую плитку, на­гре­ва­ет­ся вода. На ри­сун­ке пред­став­ле­ны гра­фи­ки за­ви­си­мо­сти ко­ли­че­ства по­лу­чен­ной теп­ло­ты Q от вре­ме­ни t для ка­стрюли (график 1) и для воды (график 2). По­те­ри теп­ло­ты в окру­жа­ю­щую среду пре­не­бре­жи­мо малы. Масса воды

1) больше массы кастрюли

2) меньше массы кастрюли

3) равна массе кастрюли

4) может быть как больше, так и мень­ше массы кастрюли

37. 

В сталь­ной кастрюле, по­став­лен­ной на элек­три­че­скую плитку, на­гре­ва­ет­ся вода. На ри­сун­ке пред­став­ле­ны гра­фи­ки за­ви­си­мо­сти ко­ли­че­ства по­лу­чен­ной теп­ло­ты Q от вре­ме­ни t для ка­стрюли (график 1) и для воды (график 2). По­те­ри теп­ло­ты в окру­жа­ю­щую среду пре­не­бре­жи­мо малы. Масса кастрюли

1) больше массы воды

2) меньше массы воды

3) равна массе воды

4) может быть как больше, так и мень­ше массы воды

38. 

На ри­сун­ке пред­став­ле­ны гра­фи­ки 1, 2 и 3 за­ви­си­мо­стей тем­пе­ра­ту­ры t трёх мед­ных об­раз­цов от ко­ли­че­ства сообщённой им теп­ло­ты Q. Известно, что массы об­раз­цов равны 100 г, 200 г, 300 г, соответственно. Укажите, какая масса об­раз­ца со­от­вет­ству­ет каж­до­му графику.

1) 1 — 300 г 2 — 200 г 3 — 100 г

2) 1 — 100 г 2 — 200 г 3 — 300 г

3) 1 — 200 г 2 — 100 г 3 — 300 г

4) 1 — 100 г 2 — 300 г 3 — 200 г

39. 

На ри­сун­ке пред­став­ле­ны гра­фи­ки 1, 2 и 3 за­ви­си­мо­стей тем­пе­ра­ту­ры t трёх алю­ми­ни­е­вых об­раз­цов от ко­ли­че­ства сообщённой им теп­ло­ты Q. Известно, что массы об­раз­цов равны 10 г, 20 г, 30 г, соответственно. Укажите, какая масса об­раз­ца со­от­вет­ству­ет каж­до­му графику.

1) 1 — 10 г 2 — 20 г 3 — 30 г

2) 1 — 30 г 2 — 20 г 3 — 10 г

3) 1 — 20 г 2 — 30 г 3 — 10 г

4) 1 — 10 г 2 — 30 г 3 — 20 г

40.  Испарение и ки­пе­ние — два про­цес­са пе­ре­хо­да ве­ще­ства из од­но­го аг­ре­гат­но­го со­сто­я­ния в другое. Общей ха­рак­те­ри­сти­кой этих про­цес­сов яв­ля­ет­ся то, что они

А. пред­став­ля­ют собой про­цесс пе­ре­хо­да ве­ще­ства из жид­ко­го со­сто­я­ния в газообразное.

Б. про­ис­хо­дят при определённой температуре.

Правильным(-и) является(-ются) утверждение(-я)

1) толь­ко А

2) толь­ко Б

3) и А, и Б

4) ни А, ни Б

41.  Ведущий телепрограммы, рас­ска­зы­ва­ю­щий о погоде, сообщил, что в на­сто­я­щее время от­но­си­тель­ная влаж­ность воз­ду­ха со­став­ля­ет 50%. Это означает, что

1) Кон­цен­тра­ция во­дя­ных паров, со­дер­жа­щих­ся в воздухе, в 2 раза мень­ше мак­си­маль­но воз­мож­ной при дан­ной температуре.

2) Кон­цен­тра­ция во­дя­ных паров, со­дер­жа­щих­ся в воздухе, в 2 раза боль­ше мак­си­маль­но воз­мож­ной при дан­ной температуре.

3) 50% объёма воз­ду­ха за­ни­ма­ет во­дя­ной пар.

4) Число мо­ле­кул воды рав­ня­ет­ся числу мо­ле­кул дру­гих газов, со­дер­жа­щих­ся в воздухе.

42.  Ведущий телепрограммы, рас­ска­зы­ва­ю­щий о погоде, сообщил, что в на­сто­я­щее время от­но­си­тель­ная влаж­ность воз­ду­ха со­став­ля­ет 25%. Это означает, что

1) Кон­цен­тра­ция во­дя­ных паров, со­дер­жа­щих­ся в воздухе, в 4 раза мень­ше мак­си­маль­но воз­мож­ной при дан­ной температуре.

2) Кон­цен­тра­ция во­дя­ных паров, со­дер­жа­щих­ся в воздухе, в 4 раза боль­ше мак­си­маль­но воз­мож­ной при дан­ной температуре.

3) 25% объёма воз­ду­ха за­ни­ма­ет во­дя­ной пар.

4) Число мо­ле­кул воды в 3 раза мень­ше числа мо­ле­кул дру­гих газов, со­дер­жа­щих­ся в воздухе.

43. 

На ри­сун­ке пред­став­лен гра­фик за­ви­си­мо­сти тем­пе­ра­ту­ры от по­лу­чен­но­го ко­ли­че­ства теп­ло­ты для об­раз­цов рав­ной массы из двух раз­ных веществ. Пер­во­на­чаль­но каж­дое из ве­ществ на­хо­ди­лось в твёрдом состоянии. Срав­ни­те зна­че­ния удель­ной теплоёмкости с этих ве­ществ в твёрдом и жид­ком состоянии.

1) В твёрдом со­сто­я­нии с1 < с2; в жид­ком со­сто­я­нии с1 > с2

2) В твёрдом со­сто­я­нии с1 > с2; в жид­ком со­сто­я­нии с1 < с2

3) В твёрдом со­сто­я­нии с1 > с2; в жид­ком со­сто­я­нии с1 > с2

4) В твёрдом со­сто­я­нии с1 < с2; в жид­ком со­сто­я­нии с1 < с2

44.  Испарение и ки­пе­ние — два про­цес­са пе­ре­хо­да ве­ще­ства из од­но­го аг­ре­гат­но­го со­сто­я­ния в другое. Раз­ли­чие между ними за­клю­ча­ет­ся в том, что

А. Ки­пе­ние про­ис­хо­дит при определённой температуре, а ис­па­ре­ние — при любой температуре.

Б. Ис­па­ре­ние про­ис­хо­дит с по­верх­но­сти жидкости, а ки­пе­ние — во всём объёме жидкости.

Правильным(-и) является(-ются) утверждение(-я)

1) толь­ко А

2) толь­ко Б

3) и А, и Б

4) ни А, ни Б

45.   Удельная теп­ло­та па­ро­об­ра­зо­ва­ния спир­та 9,0·105 Дж/кг. Это означает, что

1) в про­цес­се об­ра­зо­ва­ния 9,0·105 кг паров из жид­ко­го спирта, взя­то­го при тем­пе­ра­ту­ре кипения, вы­де­ля­ет­ся ко­ли­че­ство теплоты 1 Дж

2) для об­ра­зо­ва­ния 9,0·105 кг паров из жид­ко­го спирта, взя­то­го при тем­пе­ра­ту­ре кипения, не­об­хо­ди­мо ко­ли­че­ство теплоты 1 Дж

3) в про­цес­се об­ра­зо­ва­ния 1 кг паров из жид­ко­го спирта, взя­то­го при тем­пе­ра­ту­ре кипения, вы­де­ля­ет­ся ко­ли­че­ство теплоты 9,0·105 Дж

4) для об­ра­зо­ва­ния 1 кг паров из жид­ко­го спирта, взя­то­го при тем­пе­ра­ту­ре кипения, не­об­хо­ди­мо ко­ли­че­ство теплоты 9,0·105 Дж

46.  Удельная теплоёмкость се­реб­ра равна 250 Дж/(кг·°С). Это означает, что

1) при тем­пе­ра­ту­ре 0°С 1 кг се­реб­ра вы­де­ля­ет ко­ли­че­ство теплоты, рав­ное 250 Дж

2) для на­гре­ва­ния 1 кг се­реб­ра на 1°С не­об­хо­ди­мо ко­ли­че­ство теплоты, рав­ное 250 Дж

3) при со­об­ще­нии куску се­реб­ра мас­сой 250 кг ко­ли­че­ства теплоты, рав­но­го 250 Дж, его тем­пе­ра­ту­ра по­вы­ша­ет­ся на 1°С

4) для на­гре­ва­ния 1 кг се­реб­ра на 250°С за­тра­чи­ва­ет­ся ко­ли­че­ство теплоты, рав­ное 1 Дж

47.   КПД теп­ло­вой ма­ши­ны равен 25%. Это означает, что при вы­де­ле­нии энер­гии Q при сго­ра­нии топ­ли­ва на со­вер­ше­ние по­лез­ной ра­бо­ты не ис­поль­зу­ет­ся энергия, равная

1) 0,75Q 2) 0,6Q 3) 0,4Q 4) 0,25Q

48. 

Воду, цинк и алю­ми­ний рав­ной массы на­гре­ли в оди­на­ко­вых усло­ви­ях на оди­на­ко­вых горелках. Какой из гра­фи­ков со­от­вет­ству­ет из­ме­не­нию тем­пе­ра­ту­ры цинка?

1) 1 2) 2 3) 3 4) од­но­знач­но­го от­ве­та быть не может

49. 

На ри­сун­ке изображён гра­фик за­ви­си­мо­сти тем­пе­ра­ту­ры t ве­ще­ства от вре­ме­ни τ в про­цес­се не­пре­рыв­но­го от­во­да теплоты. Пер­во­на­чаль­но ве­ще­ство на­хо­ди­лось в га­зо­об­раз­ном состоянии. Какой про­цесс со­от­вет­ству­ет от­рез­ку CD?

1) охла­жде­ние пара

2) кон­ден­са­ция

3) охла­жде­ние жидкости

4) на­гре­ва­ние жидкости

50. 

На ри­сун­ке приведён гра­фик за­ви­си­мо­сти тем­пе­ра­ту­ры t спир­та от вре­ме­ни τ при нагревании. Пер­во­на­чаль­но спирт на­хо­дил­ся в жид­ком состоянии. Какая точка гра­фи­ка со­от­вет­ству­ет на­ча­лу про­цес­са ки­пе­ния спирта?

1) А 2) В 3) С 4) D

51. 

В от­кры­тый сосуд, за­пол­нен­ный водой, в об­ла­сти А (см. рисунок) по­ме­сти­ли кру­пин­ки мар­ган­цов­ки (перманганата калия). В каком(-их) направлении(-ях) пре­иму­ще­ствен­но будет про­ис­хо­дить окра­ши­ва­ние воды от кру­пи­нок марганцовки, если на­чать на­гре­ва­ние со­су­да с водой так, как по­ка­за­но на рисунке?

1) 1 2) 2 3) 3 4) во всех на­прав­ле­ни­ях одинаково

52.  Одно из положений молекулярно-кинетической теории строения вещества заключается в том, что «частицы вещества (молекулы, атомы, ионы) находятся в непрерывном хаотическом движении». Что означают слова «непрерывное движение»?

1) Частицы всё время движутся в определённом направлении.

2) Движение частиц вещества не подчиняется никаким законам.

3) Частицы все вместе движутся то в одном, то в другом направлении.

4) Движение молекул никогда не прекращается.

Вычислительная задача. Динамика и кинематика

1.  К динамометру прикрепили цилиндр, как показано на рисунке 1. Затем цилиндр полностью погрузили в воду (рисунок 2).

Определите объём цилиндра. Ответ запишите в см3.

2.  Шар 1 по­сле­до­ва­тель­но взве­ши­ва­ют на ры­чаж­ных весах с шаром 2 и шаром 3 (рис. а и б). Для объёмов шаров спра­вед­ли­во соотношение  V2 = V3 > V1.

Какой шар имеет минимальную плотность? Запишите в ответе цифру, которой обозначен шар.

3. 

Сплошной кубик, име­ю­щий плот­ность ρк и длину ребра a, опу­сти­ли в жид­кость с плот­но­стью ρж = 998 кг/м3 (см. рисунок). Найдите давление, ока­зы­ва­е­мое жид­ко­стью на верх­нюю грань кубика, если h2 = 0,1 м.

4.  Площадь боль­ше­го поршня гид­рав­ли­че­ско­го пресса S2 в 4 раза боль­ше площади ма­ло­го поршня S1. (см. рисунок). Сила F1, действующая на малый поршень, равна 20 Н.

Найдите силу F2.

5. Одно из колен U-образного ма­но­мет­ра соединили с сосудом, на­пол­нен­ным газом (см. рисунок). В ка­че­стве жидкости в ма­но­мет­ре используется ртуть. Чему равно дав­ле­ние газа в сосуде, если ат­мо­сфер­ное давление со­став­ля­ет 760 мм рт. ст.? Ответ дайте в мм рт. ст.

6. 

В сосуд с водой плот­но­стью ρ = 998 кг/м3 опу­ще­на вертикальная стек­лян­ная пробирка, це­ли­ком заполненная водой (см. рисунок). Высота h2 равна 0,3 м. Найдите давление, ока­зы­ва­е­мое водой на дно со­су­да в точке А. (Ускорение свободного падения примите равным 10 м/с2.)

7. 

Шар 1 по­сле­до­ва­тель­но взве­ши­ва­ют на ры­чаж­ных весах с шаром 2 и шаром 3 (рис. а и б). Для объёмов шаров спра­вед­ли­во со­от­но­ше­ние V1 = V3 < V2.

Какой шар имеет максимальную плотность? Запишите в ответе цифру, которой обозначен шар.

8.  В со­об­ща­ю­щи­е­ся со­су­ды по­верх воды на­ли­ты че­ты­ре раз­лич­ные жидкости, не сме­ши­ва­ю­щи­е­ся с водой (см. рисунок). Уро­вень воды в со­су­дах остал­ся одинаковым.

Какая жид­кость имеет наи­мень­шую плотность?

9.  

Сосновый бру­сок в форме пря­мо­уголь­но­го параллелепипеда, име­ю­ще­го раз­ме­ры a = 30 см, b = 20 см и c = 10 см, на­чи­на­ют осто­рож­но опус­кать в ванну с водой (как по­ка­за­но на рисунке). Чему будет равна глу­би­на по­гру­же­ния брус­ка в воду при пла­ва­нии? Ответ дайте в см. (Плотность сосны  )

10. 

Сосновый бру­сок в форме пря­мо­уголь­но­го параллелепипеда, име­ю­ще­го раз­ме­ры a = 30 см, b = 40 см и c = 30 см, на­чи­на­ют осто­рож­но опус­кать в ванну с водой (как по­ка­за­но на рисунке). Чему будет равна глу­би­на по­гру­же­ния брус­ка в воду при пла­ва­нии? Ответ дайте в см. (Плотность сосны равна 400 кг/м3.)

11.  Чему равен объем рыбы, пла­ва­ю­щей в мор­ской воде, если на нее дей­ству­ет вы­тал­ки­ва­ю­щая сила 10,3 Н? Ответ дайте в м3 без указания единиц измерения. Плотность мор­ской воды равна 1030 кг/м3.

12.  Шар 1 по­сле­до­ва­тель­но взве­ши­ва­ют на ры­чаж­ных весах с шаром 2 и шаром 3 (рис. а и б). Для объёмов шаров спра­вед­ли­во со­от­но­ше­ние V1 = V3 < V2.

Какой шар имеет минимальную среднюю плотность? Запишите в ответе цифру, которой обозначен шар.

13.  Цилиндр 1 поочерёдно взвешивают с цилиндром 2 такого же объёма, а затем с цилиндром 3, имеющим меньший объём (см. рисунок).

Какой цилиндр имеет максимальную среднюю плотность? Запишите в ответе цифру, которой обозначен цилиндр.

14.  В сосуд с водой плот­но­стью ρ = 998 кг/м3 опу­ще­на вертикальная стек­лян­ная пробирка, це­ли­ком заполненная водой (см. рисунок). Высота h2 равна 0,05 м. Найдите давление, ока­зы­ва­е­мое водой на дно со­су­да в точке А.

15.  Площадь боль­ше­го поршня гид­рав­ли­че­ско­го пресса S2 в 4 раза боль­ше площади ма­ло­го поршня S1. (см. рисунок). Сила F1, действующая на малый поршень, равна 5 Н.

Найдите силу F2.

16.  Одна и та же го­ри­зон­таль­ная сила F дей­ству­ет вна­ча­ле на тело 1 мас­сой 0,5 кг, а затем на тело 2 мас­сой 3 кг. Оба тела до на­ча­ла дей­ствия силы по­ко­и­лись на глад­ком го­ри­зон­таль­ном столе. С каким по мо­ду­лю уско­ре­ни­ем будет дви­гать­ся тело 2 под дей­стви­ем силы F, если тело 1 дви­жет­ся с ускорением, мо­дуль ко­то­ро­го равен 1,8 м/с2?

17.  Деревянную ко­роб­ку массой 10 кг рав­но­мер­но и пря­мо­ли­ней­но тянут по го­ри­зон­таль­ной деревянной доске с по­мо­щью горизонтальной пру­жи­ны жёсткостью 200 Н/м. Удли­не­ние пружины 0,2 м. Чему равен ко­эф­фи­ци­ент трения ко­роб­ки по доске?

18.  Чему равно уско­ре­ние груза мас­сой 500 кг, ко­то­рый опус­ка­ют с по­мо­щью троса, если сила на­тя­же­ния троса 4000 Н? Со­про­тив­ле­ни­ем воз­ду­ха пренебречь. Ответ запишите в м/с2.

19.  Мальчик стоит на на­поль­ных весах в лифте. Лифт на­чи­на­ет дви­же­ние вверх с уско­ре­ни­ем 1 м/с2. Что по­ка­жут весы в этот мо­мент времени, если в по­ко­я­щем­ся лифте они по­ка­зы­ва­ли 40 кг? Ответ запишите в кг.

20.  Работа силы тяги автомобиля, про­шед­ше­го рав­но­мер­но 4 км пути, со­ста­ви­ла 8 МДж. Опре­де­ли­те силу трения. Ответ запишите в Н.

21.   Из ко­лод­ца медленно вы­ка­ча­ли с по­мо­щью насоса 0,5 м3 воды. Совершённая при этом ра­бо­та равна 30 000 Дж. Чему равна глу­би­на колодца? Ответ запишите в метрах.

22.  Бетонную плиту объёмом 0,5 м3 рав­но­мер­но подняли на не­ко­то­рую высоту. Чему равна высота, на ко­то­рую подняли плиту, если совершённая при этом ра­бо­та равна 23 кДж? Ответ запишите в метрах 

Примечание. Плотность бе­то­на равна 2300 кг/м3.

23. Под дей­стви­ем силы 40 Н груз мас­сой 4 кг пе­ре­ме­ща­ет­ся вверх по на­клон­ной плоскости. Ко­эф­фи­ци­ент полезного дей­ствия наклонной плос­ко­сти — 50%. Чему равна длина на­клон­ной плоскости, если её высота — 1 м? Ответ запишите в метрах.

24. 

Два брус­ка мас­са­ми m1 = 1 кг и m2 = 3 кг, свя­зан­ные лёгкой не­рас­тя­жи­мой нитью, на­хо­дят­ся на глад­кой го­ри­зон­таль­ной плос­ко­сти (см. рисунок). К ним при­ло­же­ны силы F1 = 2 Н и F2 = 10 Н. Най­ди­те мо­дуль уско­ре­ния си­сте­мы этих тел. Ответ запишите в м/c2.

25. 

Через не­по­движ­ный лёгкий блок пе­ре­ки­ну­та не­ве­со­мая не­рас­тя­жи­мая нить, к кон­цам ко­то­рой под­ве­ше­ны два груза мас­са­ми m1 = 1 кг и m2 = 3 кг (см. рисунок).Пренебрегая трением, най­ди­те силу на­тя­же­ния нити при дви­же­нии грузов. Ответ запишите в Н.

Вычислительная задача. Теплота

1.  3 л воды, взя­той при тем­пе­ра­ту­ре 20 °С, сме­ша­ли с водой при тем­пе­ра­ту­ре 100 °С. Тем­пе­ра­ту­ра смеси ока­за­лась рав­ной 40 °С. Чему равна масса го­ря­чей воды? Теп­ло­об­ме­ном с окру­жа­ю­щей сре­дой пренебречь.

2.  На рисунке представлен график зависимости температуры t твёрдого тела от полученного им количества теплоты Q. Масса тела 2 кг. Чему равна удельная теплоёмкость вещества этого тела? Ответ запишите в Дж/(кг · °С).

3.  На рисунке изображён график зависимости температуры t двух килограммов некоторой жидкости от сообщаемого ей количества теплоты Q.

Чему равна удельная теплоёмкость этой жидкости? В ответ запишите число без указания единиц измерения.

4. На рисунке изображён график зависимости температуры t четырёх килограммов некоторой жидкости от сообщаемого ей количества теплоты Q.

Чему равна удельная теплоёмкость этой жидкости? В ответ запишите число без указания единиц измерения.

5. 

На ри­сун­ке пред­став­лен гра­фик за­ви­си­мо­сти тем­пе­ра­ту­ры от вре­ме­ни для про­цес­са на­гре­ва­ния слит­ка свин­ца мас­сой 1 кг. Какое ко­ли­че­ство теп­ло­ты по­лу­чил сви­нец за 10 мин нагревания? Ответ дайте в кДж. (Удельная теплоёмкость свин­ца —  )

6. 

На ри­сун­ке пред­став­лен гра­фик за­ви­си­мо­сти тем­пе­ра­ту­ры от вре­ме­ни для про­цес­са на­гре­ва­ния слит­ка свин­ца мас­сой 1 кг. Какое ко­ли­че­ство теп­ло­ты по­лу­чил сви­нец за 15 мин нагревания? Ответ дайте в кДж. (Удельная теплоёмкость свин­ца — 130 Дж/(кг·°С).)

7. Сколько лит­ров воды при 83 °С нужно до­ба­вить к 4 л воды при 20 °С, чтобы по­лу­чить воду тем­пе­ра­ту­рой 65 °С? Теп­ло­об­ме­ном с окру­жа­ю­щей средой пренебречь.

8.Какое количество теплоты выделится при конденсации 2 кг пара, взятого при температуре кипения, и последующего охлаждения воды до 40 °С при нормальном атмосферном давлении? Ответ выразите в кДж.

9. Три литра воды, взятой при температуре 20 °С, смешали с водой при температуре 100 °С. Температура смеси оказалась равной 40 °С. Чему равна масса горячей воды? Теплообменом с окружающей средой пренебречь.

10. Какое ко­ли­че­ство теплоты необходимо, чтобы на­греть 1 л воды от 20 °С до 100 °С? Вода на­гре­ва­ет­ся в алю­ми­ни­е­вой кастрюле мас­сой 200 г. Теп­ло­вы­ми потерями пренебречь. (Удельная теплоёмкость алюминия — 920 Дж/(кг·°С), воды — 4200 Дж/(кг·°С).) Ответ дайте в кДж.

11. Сколько спирта надо сжечь, чтобы нагреть воду массой 2 кг на 29 °С? Считать, что вся энергия, выделенная при сгорании спирта, идёт на нагревание воды. (Удельная теп­ло­та сго­ра­ния спир­та 2,9·107Дж/кг, удель­ная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг·°С)). Ответ дайте в граммах.

12.  Какое количество теплоты необходимо для плавления куска свинца массой 2 кг, взятого при температуре 27 °С? (Удельная теплоёмкость свинца — 130 Дж/(кг·°С), удельная теплота плавления свинца — 25 кДж/кг.) Ответ дайте в кДж.

13.  В стакан, содержащий лед при температуре −5 °С, налили воду, имеющую температуру 40 °С. Каково отношение массы воды к массе льда, если весь лед растаял и в стакане установилась температура 0 °С? Теплообменом с окружающим воздухом пренебречь. (Удельная теплоёмкость воды — 4,2 кДж/(кг·°С), льда — 2,1 кДж/(кг·°С), удельная теплота плавления льда — 330 кДж/кг.) Ответ дайте с точностью до сотых.

14.  По результатам нагревания кристаллического вещества массой 5 кг построен график зависимости температуры этого вещества от количества подводимого тепла.

Считая, что потерями энергии можно пренебречь, определите, какое количество теплоты потребовалось для нагревания 1 кг этого вещества в жидком состоянии на 1 °С?

15.  Какое количество теплоты выделится при кристаллизации воды массой 1 кг, взятой при температуре 10 °С? Ответ дайте в кДж. (Удельная теплоёмкость воды — 4,2 кДж/(кг·°С), удельная теплота плавления льда — 330 кДж/кг.)

16.  Литровую кастрюлю, пол­но­стью за­пол­нен­ную водой, из ком­на­ты вы­нес­ли на мороз. За­ви­си­мость тем­пе­ра­ту­ры воды от вре­ме­ни пред­став­ле­на на рисунке. Какое ко­ли­че­ство теп­ло­ты вы­де­ли­лось при кри­стал­ли­за­ции и охла­жде­нии льда? Ответ дайте в кДж. (Удельная теп­ло­та плавления льда — 330 кДж/кг.)

17.  Какое ко­ли­че­ство теплоты потребуется, чтобы в алю­ми­ни­е­вом чайнике мас­сой 700 г вски­пя­тить 2 кг воды? Пер­во­на­чаль­но чайник с водой имели тем­пе­ра­ту­ру 20 °С. Ответ дайте в кДж. (Удельную теплоёмкость алюминия считать равной  )

18.  При нагревании куска металла массой 200 г от 20 °С до 60 °С его внутренняя энергия увеличилась на 2400 Дж. Какова удельная теплоёмкость металла? Ответ запишите в Дж/(кг·°С).

19.  На ри­сун­ке представлен гра­фик зависимости тем­пе­ра­ту­ры от по­лу­чен­но­го количества теп­ло­ты для ве­ще­ства массой 1 кг. Пер­во­на­чаль­но вещество на­хо­ди­лось в твёрдом состоянии. Опре­де­ли­те удельную теплоёмкость ве­ще­ства в твёрдом состоянии. Ответ запишите в Дж/(кг·°С).

20.  На рисунке представлен график зависимости температуры от полученного количества теплоты для вещества массой 2 кг. Первоначально вещество находилось в твёрдом состоянии. Определите удельную теплоту плавления вещества. Ответ запишите в кДж/кг.

21.  В тепловой машине потери энергии составляют   от энергии, выделяющейся при сгорании топлива. Чему равен КПД этой тепловой машины? Ответ запишите в виде десятичной дроби.

22.  В тепловой машине потери энергии составляют   от энергии, выделяющейся при сгорании топлива. Чему равен КПД этой тепловой машины?

23.  Двигатель трактора совершил полезную работу 23 МДж, израсходовав при этом 2 кг бензина. Найдите КПД двигателя трактора (удельную теплоту сгорания бензина принять равной 46 МДж/кг). Ответ дайте в %.

24.  Пластилиновый шар упал без на­чаль­ной ско­ро­сти с вы­со­ты 5 м на ка­мен­ный пол. Считая, что вся ки­не­ти­че­ская энер­гия шара, приобретённая им за время сво­бод­но­го падения, пре­вра­ти­лась во внут­рен­нюю энер­гию пластилина, найдите, на сколь­ко гра­ду­сов на­грел­ся шар. Удель­ная теплоёмкость пла­сти­ли­на 2,5 кДж/(кг · °С). Ответ запишите в °С.

25. 

В тон­ко­стен­ный сосуд на­ли­ли воду мас­сой 1 кг, по­ста­ви­ли его на элек­три­че­скую плит­ку и на­ча­ли нагревать. На ри­сун­ке пред­став­лен гра­фик за­ви­си­мо­сти тем­пе­ра­ту­ры воды t от вре­ме­ни τ. Най­ди­те мощ­ность плитки. По­те­ря­ми теп­ло­ты и теплоёмкостью со­су­да пренебречь. Ответ запишите в Вт.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/414615-zadachi-po-fizike-9-klass

Калькулятор удельной теплоемкости

Этот калькулятор удельной теплоемкости представляет собой инструмент, который определяет теплоемкость нагретого или охлажденного образца. Удельная теплоемкость – это количество тепловой энергии, которое необходимо передать образцу массой 1 кг, чтобы повысить его температуру на 1 К . Читайте дальше, чтобы узнать, как правильно применить формулу теплоемкости, чтобы получить достоверный результат.

💡 Этот калькулятор работает по-разному, поэтому вы также можете использовать его, например, для расчета количества тепла, необходимого для изменения температуры (если вы знаете удельную теплоемкость). Если вам нужно достичь изменения температуры в определенное время, используйте наш калькулятор мощности для нагрева, чтобы узнать требуемую мощность. Чтобы найти удельную теплоемкость из сложного эксперимента, калориметрический калькулятор может значительно ускорить расчеты.

Предпочитаете смотреть , а не читать? Узнайте все, что вам нужно, за 90 секунд с помощью этого видео , которое мы сделали для вас :

Как рассчитать удельную теплоемкость

1. Определите, хотите ли вы нагреть образец (придать ему тепловую энергию) или охладить его ( отнять часть тепловой энергии).
2. Введите количество подаваемой энергии в виде положительного значения. Если вы хотите охладить образец, введите вычитаемую энергию как отрицательное значение. Например, предположим, что мы хотим уменьшить тепловую энергию образца на 63 000 Дж. Тогда Ом = -63 000 Дж .
3. Определите разницу температур между начальным и конечным состоянием образца и введите ее в калькулятор теплоемкости. Если образец охладить, то разница будет отрицательной, а если подогреть – положительной. Допустим, мы хотим охладить образец на 3 градуса. Тогда ΔT = -3 K . Вы также можете перейти в расширенный режим , чтобы ввести начальное и конечное значения температуры вручную.
4. Определите массу образца. Будем считать м = 5 кг .
5. Рассчитайте удельную теплоемкость как c = Q / (mΔT) . В нашем примере она будет равна с = -63 000 Дж/(5 кг * -3 К) = 4 200 Дж/(кг·К) . Это типичная теплоемкость воды.

Если у вас возникли проблемы с единицами измерения, не стесняйтесь использовать наши калькуляторы преобразования температуры или веса.

Формула теплоемкости

Формула удельной теплоемкости выглядит так:

Q — количество подведенного или отведенного тепла (в джоулях), m — масса образца, ΔT — разница между начальной и конечной температурами. Теплоемкость измеряется в Дж/(кг·К).

Типовые значения удельной теплоемкости

Вам не нужно использовать калькулятор теплоемкости для большинства распространенных веществ. Значения удельной теплоемкости для некоторых из наиболее популярных из них перечислены ниже.

• лед: 2 100 Дж/(кг·K)
• вода: 4 200 Дж/(кг·K)
• водяной пар: 2000 Дж/(кг·K)
• базальт: 840 Дж/(кг·K)
• гранит: 790 Дж/(кг·К)
• алюминий: 890 Дж/(кг·К)
• железо: 450 Дж/(кг·K)
• медь: 380 Дж/(кг·K)
• свинец: 130 Дж/(кг·К)

Имея эту информацию, вы также можете рассчитать, сколько энергии вам нужно передать образцу, чтобы повысить или понизить его температуру. Например, вы можете проверить, сколько тепла вам нужно, чтобы довести до кипения кастрюлю с водой, чтобы приготовить макароны.

Хотите знать, что на самом деле означает результат? Воспользуйтесь нашим калькулятором потенциальной энергии, чтобы проверить, насколько высоко вы поднимете образец с таким количеством энергии. Или проверьте, как быстро может двигаться образец, с помощью этого калькулятора кинетической энергии.

Часто задаваемые вопросы

Как рассчитать удельную теплоемкость?

1. Найдите начальную и конечную температуру, а также массу образца и подведенную энергию.
2. Вычтите из конечной и начальной температуры, чтобы получить изменение температуры (ΔT).
3. Умножьте изменения температуры на массу образца.
4. Разделите подведенное тепло/энергию на продукт.
5. Формула C = Q / (ΔT ⨉ m) .

Что такое удельная теплоемкость при постоянном объеме?

Удельная теплоемкость – это количество тепла или энергии, необходимое для изменения одной единицы массы вещества постоянного объема на 1 °C . Формула: Cv = Q / (ΔT ⨉ m) .

Какова формула удельной теплоемкости?

Формула удельной теплоемкости C вещества с массой m : C = Q /(m ⨉ ΔT) . Где Q — добавленная энергия, а ΔT — изменение температуры. Удельная теплоемкость при различных процессах, таких как постоянный объем, Cv и постоянное давление, Cp , связаны друг с другом отношением удельных теплоемкостей, ɣ= Cp/Cv , или газовая постоянная R = Cp-Cv .

В каких единицах измеряется удельная теплоемкость?

Удельная теплоемкость измеряется в Дж/кг К или Дж/кг С , так как это количество тепла или энергии, необходимое в процессе постоянного объема для изменения температуры вещества единицы массы на 1°С или 1° К.

Каково значение удельной теплоемкости воды?

Удельная теплоемкость воды равна 4179 Дж/кг K , количество теплоты, необходимое для повышения температуры 1 г воды на 1 кельвин.

Какие британские единицы измерения удельной теплоемкости?

Удельная теплоемкость измеряется в БТЕ/фунт °F в имперских единицах и в Дж/кг·К в единицах СИ.

Каково значение удельной теплоемкости меди?

Удельная теплоемкость меди 385 Дж/кг K . Вы можете использовать это значение для оценки энергии, необходимой для нагревания 100 г меди на 5 °C, т. е. Q = m x Cp x ΔT = 0,1 * 385 * 5 = 192,5 Дж.

Каково значение удельной теплоемкости меди? алюминий?

Удельная теплоемкость алюминия 897 Дж/кг K . Это значение почти в 2,3 раза превышает удельную теплоемкость меди. Вы можете использовать это значение для оценки энергии, необходимой для нагрева 500 г алюминия на 5 °C, т. е. Q = m x Cp x ΔT = 0,5 * 897 * 5 = 2242,5 Дж.

The Physics Classroom Tutorial

На На предыдущей странице мы узнали, что теплота делает с объектом, когда она приобретается или выделяется. Притоки или потери тепла приводят к изменениям температуры, изменениям состояния или производительности труда. Тепло – это передача энергии. Когда объект получает или теряет, в этом объекте будут происходить соответствующие энергетические изменения. Изменение температуры связано с изменением средней кинетической энергии частиц внутри объекта. Изменение состояния связано с изменением внутренней потенциальной энергии, которой обладает объект. И когда работа выполнена, происходит общая передача энергии объекту, над которым выполняется работа. В этой части Урока 2 мы исследуем вопрос Как можно измерить количество теплоты, полученное или выделенное объектом?

Удельная теплоемкость

Предположим, что несколько объектов, состоящих из разных материалов, нагреваются одинаковым образом. Будут ли объекты нагреваться с одинаковой скоростью? Ответ: скорее всего нет. Различные материалы будут нагреваться с разной скоростью, потому что каждый материал имеет свою удельную теплоемкость. Под удельной теплоемкостью понимается количество теплоты, необходимое для того, чтобы заставить единицу массы (скажем, грамм или килограмм) изменить свою температуру на 1°C. Удельная теплоемкость различных материалов часто приводится в учебниках. Стандартными метрическими единицами являются Джоули/килограмм/Кельвин (Дж/кг/К). Чаще используются единицы измерения Дж/г/°C. Используйте виджет ниже для просмотра удельной теплоемкости различных материалов. Просто введите название вещества (алюминий, железо, медь, вода, метанол, дерево и т. д.) и нажмите кнопку «Отправить»; результаты будут отображаться в отдельном окне.

Удельная теплоемкость твердого алюминия (0,904 Дж/г/°C) отличается от удельной теплоемкости твердого железа (0,449 Дж/г/°C). Это означает, что для повышения температуры данной массы алюминия на 1°С потребуется больше тепла, чем для повышения температуры той же массы железа на 1°С. Фактически, для повышения температуры образца алюминия на заданное количество потребовалось бы примерно в два раза больше тепла, чем для того же изменения температуры того же количества железа. Это связано с тем, что удельная теплоемкость алюминия почти в два раза выше, чем у железа.

Теплоемкость указана на основе на грамм или на килограмм . Иногда значение указывается из расчета на моль , и в этом случае оно называется молярной теплоемкостью. Тот факт, что они перечислены на основе 90 197 на количество 90 198, указывает на то, что количество тепла, необходимое для повышения температуры вещества, зависит от количества вещества. Всякий человек, который кипятил на плите кастрюлю с водой, несомненно, знает эту истину. Вода кипит при 100°С на уровне моря и при несколько более низких температурах на возвышенностях. Чтобы довести кастрюлю с водой до кипения, ее температуру нужно сначала поднять до 100°C. Это изменение температуры достигается за счет поглощения тепла от горелки печи. Нетрудно заметить, что для доведения до кипения полной кастрюли воды требуется значительно больше времени, чем для доведения до кипения половины воды. Это связано с тем, что полная кастрюля с водой должна поглощать больше тепла, чтобы привести к такому же изменению температуры. На самом деле, требуется вдвое больше тепла, чтобы вызвать такое же изменение температуры в удвоенной массе воды.

Удельная теплоемкость также указана на основе на K или на °C . Тот факт, что удельная теплоемкость указана в пересчете на 90 197 на градус 90 198, указывает на то, что количество теплоты, необходимое для нагревания данной массы вещества до определенной температуры, зависит от изменения температуры, необходимого для достижения этой конечной температуры. Другими словами, важна не конечная температура, а общее изменение температуры. Для изменения температуры воды с 20°С до 100°С (изменение на 80°С) требуется больше тепла, чем для повышения температуры того же количества воды с 60°С до 100°С (изменение на 40°С). °С). Фактически, для изменения температуры данной массы воды на 80°С требуется в два раза больше тепла, чем для изменения на 40°С. Человек, который хочет быстрее довести воду до кипения на плите, должен начать с теплой водопроводной воды, а не с холодной.

Это обсуждение удельной теплоемкости заслуживает одного последнего комментария. Термин « удельная теплоемкость » является чем-то вроде неправильного употребления . Термин подразумевает, что вещества могут иметь способность содержать вещь, называемую теплотой. Как обсуждалось ранее, тепло не является чем-то, что содержится в объекте. Тепло — это то, что передается объекту или от него. Объекты содержат энергию в различных формах. Когда эта энергия передается другим объектам с другой температурой, мы называем переданную энергию как тепло или тепловая энергия . Хотя это вряд ли приживется, более подходящим термином будет удельная энергетическая емкость.

Удельная теплоемкость позволяет математически связать количество тепловой энергии, полученной (или потерянной) образцом любого вещества, с массой образца и результирующим изменением температуры. Связь между этими четырьмя величинами часто выражается следующим уравнением.

Q = m•C•ΔT

где Q — количество тепла, переданного объекту или от него, m — масса объекта, C — удельная теплоемкость материала, из которого состоит объект, ΔT – результирующее изменение температуры объекта. Как и во всех ситуациях в науке, значение 90 197 дельта 90 198 (∆) для любой величины рассчитывается путем вычитания начального значения величины из конечного значения величины. В этом случае ΔT равно T _final — Т _{начальный} . При использовании приведенного выше уравнения значение Q может оказаться как положительным, так и отрицательным. Как всегда, положительный и отрицательный результат расчета имеет физическое значение. Положительное значение Q указывает на то, что объект получил тепловую энергию из своего окружения; это будет соответствовать повышению температуры и положительному значению ΔT. Отрицательное значение Q указывает на то, что объект выделяет тепловую энергию в окружающую среду; это будет соответствовать снижению температуры и отрицательному значению ΔT.

Знание любых трех из этих четырех величин позволяет вычислить четвертую величину. Распространенной задачей на многих уроках физики является решение задач, связанных с соотношениями между этими четырьмя величинами. В качестве примеров рассмотрим две задачи ниже. Решение каждой проблемы разработано для вас. Дополнительную практику можно найти в разделе «Проверьте свое понимание» внизу страницы.

Как и любая задача в физике, решение начинается с определения известных величин и соотнесения их с символами, используемыми в соответствующем уравнении. В этой задаче мы знаем следующее:

м = 450 г
С = 4,18 Дж/г/°С
T _{исходная} = 15°C
Т _{окончательная} = 85°С

Мы хотим определить значение Q — количество теплоты. Для этого воспользуемся уравнением Q = m•C•ΔT. m и C известны; ΔT можно определить по начальной и конечной температурам.

T = T _{окончательная} — T _{начальная} = 85°C — 15°C = 70°C

Зная три из четырех величин соответствующего уравнения, мы можем подставить и решить Q.

Q = м•C•ΔT = (450 г)•(4,18 Дж/г/°C)•(70°C)
Q = 131670 Дж
Q = 1,3×10 ⁵ Дж = 130 кДж (округлено до двух значащих цифр)

По сравнению с предыдущей задачей, это гораздо более сложная задача. На самом деле эта проблема как две проблемы в одной. В основе стратегии решения проблем лежит признание того, что количество тепла, потерянного водой (Q _вода ), равно количеству тепла, полученному металлом (Q _металл ). Поскольку значения m, C и ΔT воды известны, можно рассчитать Q _воды . Этот вопрос 9Значение 0256 для воды равно значению Q _{для металла} . Как только значение Q _{металла} станет известно, его можно использовать вместе со значением m и ΔT металла для расчета Q _{металла} . Использование этой стратегии приводит к следующему решению:

Часть 1: Определение потерь тепла с водой

Дано:

м = 50,0 г
С = 4,18 Дж/г/°С
T _{исходная} = 88,6°C
Т _{окончательная} = 87,1°С
ΔT = -1,5°C (T _{окончательная} — T _{исходная} )

Решить для воды Q :

Q _вода = m•C•ΔT = (50,0 г)•(4,18 Дж/г/°C)•(-1,5°C)
Q _вода = -313,5 Дж (не округлено)
(Знак — означает, что вода теряет тепло)

Часть 2: Определение стоимости C _металл

Дано:

Q _металл = 313,5 Дж (используйте знак +, так как металл нагревается)
m = 12,9 г
T _{исходная} = 26,5°C
Т _{окончательная} = 87,1°С
ΔT = (T _{окончательный} — T _{начальный} )

Решение для C _Металл :

Пересталка Q _Металл = M _Металл • C _Металл • ΔT _Металл , чтобы получить C _METLE = Q _MEALL , чтобы получить C _METLE = Q _{. металл )}

C _металл = Q _металл / (m _металл • ΔT _металл ) = (313,5 Дж)/[(12,9 г)•(60,6°C)]
C _металл = 0,40103 Дж/г/°C
C _металл = 0,40 Дж/г/°C (округлено до двух значащих цифр)

Приведенное выше обсуждение и соответствующее уравнение (Q = m•C•∆T) связывают тепло, полученное или потерянное объектом, с результирующими изменениями температуры этого объекта. Как мы узнали, иногда тепло приобретается или теряется, но температура не изменяется. Это тот случай, когда вещество претерпевает изменение состояния. Итак, теперь мы должны исследовать математику, связанную с изменениями состояния и количеством теплоты.

Чтобы начать обсуждение, давайте рассмотрим различные изменения состояния, которые можно наблюдать для образца материи. В приведенной ниже таблице перечислены несколько изменений состояния и указаны имена, обычно связанные с каждым процессом.

В случае плавления, кипения и сублимации к образцу вещества необходимо добавить энергию, чтобы вызвать изменение состояния. Такие изменения состояния называются эндотермическими. Замерзание, конденсация и осаждение экзотермичны; энергия высвобождается образцом материи, когда происходят эти изменения состояния. Таким образом, можно заметить, что образец льда (твердая вода) тает, когда его помещают на горелку или рядом с ней. Тепло передается от горелки к образцу льда; лед получает энергию, вызывая изменение состояния. Но сколько энергии потребуется, чтобы вызвать такое изменение состояния? Существует ли математическая формула, которая могла бы помочь в определении ответа на этот вопрос? Наверняка есть.

Количество энергии, необходимое для изменения состояния образца материи, зависит от трех факторов. Это зависит от того, что представляет собой вещество, от того, насколько вещество претерпевает изменение состояния и от того, какое изменение состояния происходит. Например, для плавления льда (твердой воды) требуется разное количество энергии по сравнению с плавлением железа. И для таяния льда (твердой воды) требуется разное количество энергии, чем для испарения того же количества жидкой воды. И, наконец, для плавления 10,0 граммов льда требуется разное количество энергии, чем для плавления 100,0 граммов льда. Вещество, процесс и количество вещества — это три переменные, влияющие на количество энергии, необходимое для того, чтобы вызвать конкретное изменение состояния. Используйте виджет ниже, чтобы исследовать влияние вещества и процесса на изменение энергии. (Обратите внимание, что теплота плавления — это изменение энергии, связанное с переходом из твердого состояния в жидкое.)

Значения удельной теплоты плавления и удельной теплоты парообразования приводятся на основе на количество . Например, удельная теплота плавления воды равна 333 Дж/г. Чтобы растопить 1 г льда, требуется 333 Дж энергии. Чтобы растопить 10,0 г льда, требуется в 10 раз больше энергии — 3330 Дж. Рассуждения таким образом приводят к следующим формулам, связывающим количество теплоты с массой вещества и теплотой плавления и парообразования.

Для плавления и замораживания: Q = m•ΔH _{сплавление}
Для испарения и конденсации: Q = m•ΔH _{испарение}

где Q представляет собой количество энергии, полученной или высвобожденной в процессе, m представляет собой массу образца, ΔH _{плавления} представляет собой удельную теплоту плавления (в расчете на грамм) и ΔH _{парообразования} представляет собой удельную теплоту плавления испарения (в пересчете на грамм). Подобно обсуждению Q = m•C•ΔT, значения Q могут быть как положительными, так и отрицательными. Значения Q положительны для процесса плавления и парообразования; это согласуется с тем фактом, что образец вещества должен получить энергию, чтобы расплавиться или испариться. Значения Q отрицательны для процессов замерзания и конденсации; это согласуется с тем фактом, что образец вещества должен терять энергию, чтобы замерзнуть или сконденсироваться.

В качестве иллюстрации того, как можно использовать эти уравнения, рассмотрим следующие два примера задач.

Уравнение, связывающее массу (48,2 г), теплоту плавления (333 Дж/г) и количество энергии (Q), имеет вид Q = m•ΔH _{слияние} . Подстановка известных значений в уравнение приводит к ответу.

Q = м•ΔH _{плавление} = (48,2 г)•(333 Дж/г)
Q = 16050,6 Дж
Q = 1,61 x 10 ⁴ Дж = 16,1 кДж (округлено до трех значащих цифр)

Пример Задача 3 включает в себя довольно простой расчет типа «подключи и пыхни». Теперь мы попробуем решить примерную проблему 4, которая потребует значительно более глубокого анализа.

В этой задаче лед тает, а жидкая вода остывает. Энергия передается от жидкости к твердому телу. Чтобы растопить твердый лед, необходимо передать 333 Дж энергии на каждый грамм льда. Эта передача энергии от жидкой воды льду охлаждает жидкость. Но жидкость может охлаждаться только до 0°C — точки замерзания воды. При этой температуре жидкость начнет застывать (замерзать) и лед полностью не растает.

О льде и жидкой воде известно следующее:

Информация о льде:

м = 50,0 г
ΔH _сплав = 333 Дж/г

Информация о жидкой воде:

С = 4,18 Дж/г/°С
T _{исходная} = 26,5°C
Т _{окончательная} = 0,0°С
ΔT = -26,5°C (T _{окончательная} — T _{исходная} )

Энергия, полученная льдом, равна энергии, потерянной водой.

Q _лед = -Q _{жидкая вода}

Знак — указывает на то, что один объект получает энергию, а другой объект теряет энергию. Мы можем вычислить левую часть приведенного выше уравнения следующим образом:

Q _лед = m•ΔH _сплав = (50,0 г)•(333 Дж/г)
Q _лед = 16650 Дж

Теперь мы можем положить правую часть уравнения равной m•C•ΔT и начать подставлять известные значения C и ΔT, чтобы найти массу жидкой воды. Решение:

16650 J = -Q _{жидкая вода}
16650 Дж = -m _{жидкая вода} •C _{жидкая вода} •ΔT _{жидкая вода}
16650 Дж = -м _{жидкая вода} •(4,18 Дж/г/°C)•(-26,5°C)
16650 Дж = -м _{жидкая вода} •(-110,77 Дж/°C)
m _{жидкая вода} = -(16650 Дж)/(-110,77 Дж/°C)
м _{жидкая вода} = 150,311 г
м _{жидкая вода} = 1,50×10 ² г (округлить до трех значащих цифр)

Новый взгляд на кривые нагрева и охлаждения

На предыдущей странице урока 2 обсуждалась кривая нагрева воды. Кривая нагревания показывала, как температура воды повышалась с течением времени при нагревании образца воды в твердом состоянии (т. е. льда). Мы узнали, что добавление тепла к образцу воды может вызвать либо изменение температуры, либо изменение состояния. При температуре плавления воды добавление тепла вызывает переход воды из твердого состояния в жидкое состояние. А при температуре кипения воды добавление тепла вызывает переход воды из жидкого состояния в газообразное. Эти изменения состояния происходили без каких-либо изменений температуры. Однако добавление тепла к образцу воды, которая не находится при температуре фазового перехода, приведет к изменению температуры.

Теперь мы можем подойти к теме кривых отопления на более количественной основе. На приведенной ниже диаграмме представлена ​​кривая нагрева воды. На линиях графика имеется пять помеченных участков.

Три диагональных участка представляют изменения температуры образца воды в твердом состоянии (участок 1), жидком состоянии (участок 3) и газообразном состоянии (участок 5). Два горизонтальных участка отображают изменения состояния воды. В секции 2 происходит таяние пробы воды; твердое тело переходит в жидкое. В секции 4 образец воды подвергается кипячению; жидкость переходит в газ. Количество теплоты, переданной воде в секциях 1, 3 и 5, связано с массой образца и изменением температуры по формуле Q = m•C•ΔT. А количество теплоты, переданной воде в секциях 2 и 4, связано с массой образца и теплотой плавления и парообразования формулами Q = m•ΔH _{плавление} (участок 2) и Q = m•ΔH _{испарение} (участок 4). Итак, теперь мы попытаемся рассчитать количество теплоты, необходимое для перевода 50,0 граммов воды из твердого состояния при -20,0°С в газообразное состояние при 120,0°С. Для расчета потребуется пять шагов — по одному шагу на каждый участок приведенного выше графика. Поскольку удельная теплоемкость вещества зависит от температуры, в наших расчетах мы будем использовать следующие значения удельной теплоемкости:

Твердая вода: C=2,00 Дж/г/°C
Жидкая вода: C = 4,18 Дж/г/°C 90 199 Газообразная вода: C = 2,01 Дж/г/°C

Наконец, мы будем использовать ранее опубликованные значения ΔH _{плавления} (333 Дж/г) и ΔH _{испарения} (2,23 кДж/г).

Раздел 1 : Изменение температуры твердой воды (льда) с -20,0°C до 0,0°C.

Использование Q ₁ = m•C•ΔT

, где m = 50,0 г, C = 2,00 Дж/г/°C, T _{исходный} = -200°C и T _{окончательная} = 0,0°C

Q ₁ = m•C•ΔT = (50,0 г)•(2,00 Дж/г/°C)•(0,0°C — -20,0°C)
Q ₁ = 2,00 x 10 ³ Дж = 2,00 кДж

Раздел 2 : Таяние льда при 0,0°C.

Использование Q ₂ = m•ΔH _{сплавление}

, где m = 50,0 г и ΔH _сплава = 333 Дж/г

Q ₂ = m•ΔH _сплав = (50,0 г)•(333 Дж/г)
Q ₂ = 1,665 x 10 ⁴ Дж = 16,65 кДж
Q ₂ = 16,7 кДж (округлено до 3 значащих цифр)

Раздел 3 : Изменение температуры жидкой воды с 0,0°C до 100,0°C.

Использование Q ₃ = m•C•ΔT

, где m = 50,0 г, C = 4,18 Дж/г/°C, T _{начальная} = 0,0°C и T _{конечная} = 100,0°C

Q ₃ = m•C•ΔT = (50,0 г)•(4,18 Дж/г/°C)•(100,0°C — 0,0°C)
Q ₃ = 2,09 x 10 ⁴ Дж = 20,9 кДж

Раздел 4 : Кипячение воды при 100,0°C.

Использование Q ₄ = m•ΔH _{испарение}

, где m = 50,0 г и ΔH _{испарения} = 2,23 кДж/г

Q ₄ = м•ΔH _{испарение} = (50,0 г)•(2,23 кДж/г)
Q ₄ = 111,5 кДж
Q ₄ = 112 кДж (округлено до 3 значащих цифр)

Раздел 5 : Изменение температуры жидкой воды со 100,0°C до 120,0°C.

Использование Q ₅ = m•C•ΔT

, где m = 50,0 г, C = 2,01 Дж/г/°C, T _{начальная} = 100,0°C и T _{конечная} = 120,0°C

Q ₅ = m•C•ΔT = (50,0 г)•(2,01 Дж/г/°C)•(120,0°C — 100,0°C)
Q ₅ = 2,01 x 10 ³ Дж = 2,01 кДж

Общее количество тепла, необходимое для превращения твердой воды (льда) при -20°C в газообразную воду при 120°C, представляет собой сумму значений Q для каждого участка графика. то есть

Q _всего = Q ₁ + Q ₂ + Q ₃ + Q ₄ + Q ₅

Суммирование этих пяти цифр числа Q приводит к правильному значащему числу Q и округлению значение 154 кДж как ответ на исходный вопрос.

В приведенном выше примере есть несколько особенностей решения, над которыми стоит задуматься:

• Во-первых: длинная задача была разделена на части, каждая из которых представляет одну из пяти секций графа. Поскольку вычислялось пять значений Q, они были помечены как Q ₁ , Q ₂ и т. д. Этот уровень организации требуется в такой многошаговой задаче, как эта.
• Секунда: внимание было уделено знаку +/- на ΔT. Изменение температуры (или любой величины) всегда рассчитывается как конечное значение величины минус начальное значение этой величины.
• Третье: Внимание уделялось юнитам на протяжении всей проблемы. Единицы Q будут либо в джоулях, либо в килоджоулях, в зависимости от того, какие величины умножаются. Пренебрежение вниманием к единицам измерения является распространенной причиной сбоев в подобных задачах.
• Четвертое: внимание уделялось значащим цифрам на протяжении всей задачи. Хотя это никогда не должно становиться основным акцентом любой проблемы в физике, это, безусловно, деталь, на которую стоит обратить внимание.

Здесь, на этой странице, мы узнали, как рассчитать количество тепла, задействованного в любом процессе нагрева/охлаждения и в любом процессе изменения состояния. Это понимание будет иметь решающее значение, когда мы перейдем к следующей странице урока 2 по теме калориметрии. Калориметрия — это наука, связанная с определением изменений энергии системы путем измерения теплообмена с окружающей средой.

Проверьте свое понимание

1. Вода обладает необычно высокой удельной теплоемкостью. Какое из следующих утверждений логически следует из этого факта?

а. По сравнению с другими веществами горячая вода вызывает сильные ожоги, потому что она хорошо проводит тепло.
б. По сравнению с другими веществами вода при нагревании быстро нагревается до высоких температур.
в. По сравнению с другими веществами, пробе воды требуется значительное количество тепла, чтобы изменить ее температуру на небольшое количество.

2. Объясните, почему большие водоемы, такие как озеро Мичиган, могут быть довольно холодными в начале июля, несмотря на то, что температура наружного воздуха около или выше 90°F (32°C).

3. В таблице ниже описывается термический процесс для различных объектов (обозначены красным жирным шрифтом). Для каждого описания укажите, получает или теряет тепло объект, является ли процесс эндотермическим или экзотермическим, и является ли Q для указанного объекта положительным или отрицательным значением.

4. Образец металлического цинка весом 11,98 г помещают в баню с горячей водой и нагревают до 78,4°C. Затем его удаляют и помещают в чашку из пенопласта, содержащую 50,0 мл воды комнатной температуры (T=27,0°C, плотность = 1,00 г/мл). Вода прогревается до температуры 28,1°C. Определить удельную теплоемкость цинка.

5. Джейк берет из шкафа банку газировки и наливает ее в чашку со льдом. Определить количество теплоты, отдаваемое газировкой комнатной температуры при ее плавлении 61,9.г льда (ΔH _сплав = 333 Дж/г).

6. Теплота возгонки (ΔH _{сублимация} ) сухого льда (твердая двуокись углерода) составляет 570 Дж/г. Определите количество теплоты, необходимое для превращения 5,0-фунтового мешка сухого льда в газообразный диоксид углерода. (Дано: 1,00 кг = 2,20 фунта)

7. Определите количество тепла, необходимое для повышения температуры образца твердого пара-дихлорбензола массой 3,82 грамма с 24°C до его жидкого состояния при 75°C. Пара-дихлорбензол имеет температуру плавления 54°C, теплоту плавления 124 Дж/г и удельную теплоемкость 1,01 Дж/г/°C (твердое состояние) и 1,19Дж/г/°C (жидкое состояние).

Следующий раздел:

ChemTeam: как определить удельную теплоемкость: задача 1

Как определить удельную теплоемкость вещества

Перейти к учебнику по удельной теплоемкости

Вернуться в меню термохимии

Задача №1: Предположим, что кусок железа массой 21,5 г при температуре 100,0 °C брошен в изолированный сосуд с водой. Масса воды 132,0 г, ее температура перед добавлением железа 20,0 °С. Какой будет конечная температура системы? Удельная теплоемкость железа 0,449.кДж/кг К.

Решение:

1) С

q _{потеряно, металл} = q _{получено, вода}

пишем

(масса) (Δt) (C _{p, металл} ) = (масса) (Δt) (C _{p, вода} )

2) Замена:

(21,5) (100 — х) (0,449) = (132,0) (х — 20) (4,184)

Некоторые пояснения:

а) 100 − x – Δt для металла; она начинается при 100,0 °C и падает до неизвестного конечного значения.
б) x − 20 – Δt для воды; она начинается при 20,0 °C и поднимается до какого-то неизвестного конечного значения.
c) Поскольку и металл, и вода имеют одно и то же конечное значение, нам нужно использовать только одно неизвестное для двух выражений Δt.

3) Немного алгебры:

(2150 − 21,5x) (0,449) = (132x − 2640) (4,184)

965,35 — 9,6535х = 552,288х — 11045,76

561,9415x = 12011,11

На 3 знака инжира ответ равен 21,4 °C.

Проблема №2: Образец неизвестного металла массой 12,48 г, нагретый до 99,0 °С, затем погружали в 50,0 мл воды с температурой 25,0 °С. Температура воды поднялась до 28,1°С. Предполагая отсутствие потерь энергии в окружающую среду:

1. Сколько джоулей энергии поглотила вода?
2. Сколько джоулей энергии потерял металл?
3. Какова теплоемкость металла?
4. Что такое удельная теплоемкость металла?

Решение:

1) q = (50,0 г) (3,1 °C) (4,184 Дж г¯ ¹ °С¯ ¹ ) = 648,52 Дж

2) 648,52 Дж

3) 648,52 Дж / 70,9 °С = 9,147 Дж/°С

4) 9,147 Дж/°C разделить на 12,48 г = 0,733 Дж г¯ ¹ °C¯ ¹

Комментарий №1: в этом вопросе не используется формулировка q _{потерянных} = q _{приобретенных} других вопросов. Это потому, что вопрос разбит на четыре части. Обратите внимание, что части (1) и (2) эквивалентны q _{потерянных} = q _{приобретенных} и что (4) является обычным ответом, который ищут в задачах этого типа.

Комментарий №2: (3) — шаг, ненужный для решения (4). Именно там вы заметите разницу между теплоемкостью и удельной теплоемкостью.

Задача №3: ​​ Блок неизвестного металла массой 43,2 г при температуре 89,0 °C был брошен в изотермический сосуд, содержащий 43,00 г льда и 26,00 г воды при 0 °C. После того, как система достигла равновесия, было определено, что 9,15 г льда растаяли. Чему равна удельная теплоемкость металла? (Теплота плавления льда = 334,166 Дж г¯ ¹ .)

Решение:

Комментарий: этот вариант обычных подозреваемых (подробно описанных выше) НЕ включает изменение температуры воды, только металла. Скорее, часть льда тает, и вся система лед-вода остается при нуле по Цельсию. Очень интересно!

1) Определить теплоту, полученную таявшим льдом:

9,15 г умножить на 334,166 Дж г¯ ¹ = 3057,62 Дж

2) Подставьте и решите удельную теплоемкость:

q = (масса) (Δt) (C _{р, металл} )

3057,62 Дж = (43,2 г) (89,0 °С) (х)

x = 0,795 Дж г¯ ¹ °C¯ ¹

Задача № 4: Блок металла весом 35,0 г при температуре 80,0 °C добавляют к смеси 100,0 г воды и 15,0 г льда в изолированном контейнере. Весь лед растаял, и температура в контейнере поднялась до 10,0 °С. Чему равна удельная теплоемкость металла?

Решение:

1) Определить теплоту, необходимую для растапливания льда:

q = (15,0 г) (334,166 Дж g¯ ¹ ) = 5012,49 Дж

Обратите внимание, что 100 г воды еще не упоминаются.

2) Определить количество тепла, необходимое для нагревания 115 г воды от 0 до 10,0 °С:

q = (115 г) (10,0 °C) (4,184 Дж g¯ ¹ °C¯ ¹ ) = 4811,6 Дж

Обратите внимание на растаявшие 15 г льда. Также обратите внимание, что температура воды была нулевой °C. Мы знаем это по наличию льда.

3) Определите удельную теплоемкость металла:

(5012,49 Дж + 4811,6 Дж) = (35,0 г) (70,0 °С) (х)

x = 4,01 Дж г¯ ¹ °C¯ ¹

Задача № 5: Образец элемента весом 500,0 г при температуре 153,0 °C падает в смесь льда и воды. 109,5 г льда растаяли и осталась смесь лед-вода. Чему равна удельная теплоемкость металла в Дж/г-°С? Учитывая молярную теплоемкость металла 26,31 Дж/моль°C, каковы атомный вес и идентичность металла?

Решение:

1) Определить энергию, необходимую для растапливания льда:

(6,02 кДж/моль) (109,5 г / 18,015 г/моль) = 36,5912 кДж

2) Определить удельную теплоемкость:

36591,2 Дж = (500,0 г) (153,0 °С) (х)

х = 0,4783 Дж/г-°C

Примечание: мы знаем, что изменение температуры составляет 153,0 °C, потому что в воде все еще есть лед. Это означает, что смесь льда и воды оставалась при нуле по Цельсию, когда растаяли 109,5 г льда.

3) Определить атомную массу элемента:

(0,4783 Дж/г °С) (x) = 26,31 Дж/моль °С

х = 55,0 г/моль

Элемент марганец.

Задача № 6: Образец неизвестного металла весом 12,48 г нагревают до 99,0 °C, а затем погружают в 50,0 мл воды с температурой 25,0 °C. Температура воды поднялась до 28,1°C.

а) Сколько джоулей энергии поглотила вода?
б) Сколько джоулей энергии потерял металл?
(в) Какова теплоемкость металла?
(г) Какова удельная теплоемкость металла?

Определения теплоемкости и удельной теплоемкости можно найти здесь.

1) Решение (а):

q = (50,0 г) (3,1 °C) (4,181 Дж г¯ ¹ °C¯ ¹ ) = 648,52 Дж

Я использовал 50,0 г, потому что плотность воды составляет 1,00 г/мл, а у меня было 50,0 мл воды.

2) Решение (б):

q = 648,52 Дж

Мы предполагаем, что все тепло, поглощенное водой, было потеряно металлом. Предполагается отсутствие потерь тепловой энергии наружу при передаче.

3) Решение (с):

648,52 Дж / 74,0 °C = 8,76 Дж/°C (или 8,76 Дж/К)

4) Решение (г):

(50,0 г) (3,1 °C) (4,181 Дж г¯ ¹ °C¯ ¹ ) = (12,48 г) (74,0 °C) (x)

Найдите х.

Задача № 7: Какова удельная теплоемкость металла, если прибавление 90,0 г металла при 17,7 °С к 210,0 г меди (s = 0,385 Дж/г-°С) при 153,7 °С дает смеси, достигающей теплового равновесия при 129,1 °С?

Решение:

Комментарий: обратите внимание, что два металла добавляются друг к другу. Представьте себе ситуацию, когда каждый образец состоит из пыли или очень мелких гранул. Затем два сухих образца быстро перемешивают.

(90,0 г) (111,4 °C) (x) = (210,0 г) (24,6 °C) (0,385 Дж/г-°C)

х = 0,198 Дж/г-°C

Задача № 8: Блок неизвестного металла массой 31,0 грамм при температуре 88,0 °C был брошен в изолированную колбу, содержащую примерно 30,0 граммов льда и 20,0 граммов воды при 0,0 °C. После того, как система достигла постоянной температуры, было определено, что 12,1 грамма льда растаяли. Чему равна удельная теплоемкость металла? Теплота плавления льда равна 334,166 Дж/г.

Решение:

12,0 г умножить на 334,166 Дж/г = 4009,992 Дж

4009,992 Дж = (31,0 г) (88,0 °С) (х)

х = 1,47 Дж/г °С

Комментарий: тот факт, что лед остался в воде, когда температура достигла равновесия, означает, что смесь воды и льда оставалась при нуле по Цельсию. Это означает, что металл перешел от 88,0 ° C к 0 ° C для Δt 88,0 ° C.

Задача №9: Образец метанола массой 25,95 г при температуре 35,60 °C добавляют к образцу этанола массой 38,65 г при температуре 24,70 °C в калориметре постоянного давления. Если конечная температура объединенных жидкостей 28,65 °С, а теплоемкость калориметра 19.3 Дж/Кл, определите удельную теплоемкость метанола.

Решение:

тепло, теряемое метанолом, идет на (1) нагрев этанола и (2) нагрев калориметра

(25,95 г) (6,95 °C) (x) = (38,65 г) (3,95 °C) (2,44 Дж г ^-1 °C ^-1 ) + (3,95 °C) (19,3 Дж/C)

x = 2,49 Дж г ^-1 °C ^-1

Задача №10: Учащийся нагревает 130-граммовый кусок неизвестного сероватого металла до темп. из 99,2 °С. она помещает металл в чашку из пенопласта, содержащую 55,7 г воды при температуре 23,0 °C. Горячий металл нагревает воду в чашке до 31,4 °C.

а) Рассчитайте удельную теплоемкость металла.
б) Каков атомный вес?
c) Определите металл.

Решение:

q = (55,7 г) (8,4 °C) (4,184 Дж г¯ ¹ °C¯ ¹ = 1957,61 Дж

1957,61 Дж = (130 г) (67,8 °С) (х)

шп вт. = 0,222 Дж г¯ ¹ °C¯ ¹

Используйте закон Дюлонга–Пти:

М = 3Р/сп. хт

M = (3) (8,31446 Дж моль¯ ¹ K¯ ¹ ) / 0,222 Дж г¯ ¹ K¯ ¹

M = 112 г/моль

Кадмий

Обратите внимание на сдвиг от °C к K. Это разрешено, потому что «размер» одного °C равен «размеру» одного K.

Перейти к руководству по удельной теплоемкости

Вернуться в меню термохимии

14.2 Изменение температуры и теплоемкость – College Physics: OpenStax

Глава 14 Тепло и методы теплопередачи

Резюме

• Наблюдайте за теплопередачей и изменением температуры и массы.
• Рассчитать конечную температуру после теплопередачи между двумя объектами.

Одним из основных эффектов теплопередачи является изменение температуры: нагревание повышает температуру, а охлаждение снижает ее. Мы предполагаем, что фазового перехода нет и что над системой или системой не совершается никакой работы. Опыты показывают, что передаваемое тепло зависит от трех факторов — изменения температуры, массы системы, вещества и фазы вещества.

Зависимость от изменения температуры и массы легко понять. Благодаря тому, что (средняя) кинетическая энергия атома или молекулы пропорциональна абсолютной температуре, внутренняя энергия системы пропорциональна абсолютной температуре и числу атомов или молекул. Благодаря тому, что переданное тепло равно изменению внутренней энергии, теплота пропорциональна массе вещества и изменению температуры. Переносимое тепло также зависит от вещества, так что, например, теплота, необходимая для повышения температуры, для спирта меньше, чем для воды. Для одного и того же вещества передаваемая теплота также зависит от фазы (газовая, жидкая или твердая). { \circ}\textbf{C)}}.[/latex]Напоминаем, что изменение температуры[latex]\boldsymbol{(\Delta{T})}[/latex]одинаково в единицах кельвина и градусах Цельсия. Если теплоотдачу измерять в килокалориях, то 9{\circ}\textbf{C)}}.[/латекс]

Значения удельной теплоемкости обычно нужно искать в таблицах, потому что нет простого способа их рассчитать. В общем случае удельная теплоемкость также зависит от температуры. В таблице 1 приведены репрезентативные значения удельной теплоемкости для различных веществ. За исключением газов, зависимость теплоемкости большинства веществ от температуры и объема слабая. Из этой таблицы мы видим, что удельная теплоемкость воды в пять раз больше, чем у стекла, и в десять раз больше, чем у железа, а это значит, что требуется в пять раз больше теплоты, чтобы поднять температуру воды на ту же величину, что и для стекла, и в десять раз больше, чем для стекла. много тепла, чтобы поднять температуру воды, как для железа. На самом деле вода имеет одну из самых больших удельных теплоемкостей среди всех материалов, что важно для поддержания жизни на Земле. 9{\circ}\textbf{C}}.[/latex](a) Сколько тепла требуется? Какой процент тепла используется для повышения температуры (b) кастрюли и (c) воды?

Стратегия

Посуда и вода всегда имеют одинаковую температуру. Когда вы ставите кастрюлю на плиту, температура воды и сковороды увеличивается на одинаковую величину. Воспользуемся уравнением теплообмена при заданном изменении температуры и массы воды и алюминия. Удельные теплоемкости воды и алюминия приведены в табл. 1. 94\textbf{J}=27.0\textbf{кДж}}.[/latex]

Таким образом, количество тепла, идущего на нагрев сковороды, равно

[латекс]\boldsymbol{\frac{27,0\textbf{кДж}}{89,8\textbf{кДж}}}[/latex][латекс]\boldsymbol {\times100\%=30,1\%},[/латекс]

, а количество, идущее на нагрев воды, равно

[латекс]\boldsymbol{\frac{62,8\textbf{кДж}}{89,8\textbf{кДж}}}[/latex][латекс]\boldsymbol{\times100 \%=69,9\%}. [/latex]

Обсуждение

В этом примере тепло, переданное контейнеру, составляет значительную долю от общего количества переданного тепла. Хотя масса кастрюли в два раза больше массы воды, удельная теплоемкость воды более чем в четыре раза больше, чем у алюминия. Следовательно, для достижения заданного изменения температуры воды требуется чуть более чем в два раза больше тепла по сравнению с алюминиевой кастрюлей.

Пример 2: Расчет увеличения температуры по работе, проделанной над веществом: Перегрев тормозов грузовика при движении под уклон тормозной материал. Это преобразование предотвращает преобразование потенциальной энергии гравитации в кинетическую энергию грузовика. Проблема заключается в том, что масса грузовика велика по сравнению с массой тормозного материала, поглощающего энергию, и повышение температуры может происходить слишком быстро, чтобы достаточное количество тепла передавалось от тормозов в окружающую среду.

Стратегия

Если тормоза не задействованы, гравитационная потенциальная энергия преобразуется в кинетическую энергию. При торможении потенциальная энергия гравитации преобразуется во внутреннюю энергию тормозного материала. Сначала мы вычисляем гравитационную потенциальную энергию[латекс]\boldsymbol{(Mgh)}[/латекс], которую весь грузовик теряет при спуске, а затем находим повышение температуры только в тормозном материале. 9{\circ}\textbf{C}}.[/латекс]

Обсуждение

Эта температура близка к температуре кипения воды. Если бы грузовик какое-то время ехал, то непосредственно перед спуском температура тормозов, вероятно, была бы выше температуры окружающей среды. Повышение температуры при спуске, вероятно, повысит температуру тормозного материала выше точки кипения воды, поэтому этот метод нецелесообразен. Однако та же идея лежит в основе новейшей гибридной технологии автомобилей, где механическая энергия (потенциальная энергия гравитации) преобразуется тормозами в электрическую энергию (аккумулятор).

Вещества	Удельная теплоемкость ( c )
Твердые вещества	Дж/кг⋅ºC	ккал/кг⋅ºC 2
Алюминий	900	0,215
Асбест	800	0,19
Бетон, гранит (средний)	840	0,20
Медь	387	0,0924
Стекло	840	0,20
Золото	129	0,0308
Тело человека (в среднем при 37 °C)	3500	0,83
Лед (средний, от -50°C до 0°C)	2090	0,50
Железо, сталь	452	0,108
Свинец	128	0,0305
Серебро	235	0,0562
Дерево	1700	0,4
Жидкости
Бензол	1740	0,415
Этанол	2450	0,586
Глицерин	2410	0,576
Меркурий	139	0,0333
Вода (15,0 °C)	4186	1. 000
Газы 3
Воздух (сухой)	721 (1015)	0,172 (0,242)
Аммиак	1670 (2190)	0,399 (0,523)
Углекислый газ	638 (833)	0,152 (0,199)
Азот	739 (1040)	0,177 (0,248)
Кислород	651 (913)	0,156 (0,218)
Пар (100°C)	1520 (2020)	0,363 (0,482)
Таблица 1. Удельная теплоемкость 1 Различных веществ

Обратите внимание, что Пример 2 является иллюстрацией механического эквивалента тепла. В качестве альтернативы, повышение температуры может быть произведено с помощью паяльной лампы вместо механического. 9{\circ}\textbf{C}}.[/latex]Предположим, что кастрюля находится на изолированной подушке и что незначительное количество воды выкипает. При какой температуре вода и кастрюля через короткое время достигают теплового равновесия?

Стратегия

Кастрюля размещена на изолирующей подушке, чтобы обеспечить небольшой теплообмен с окружающей средой. Первоначально кастрюля и вода не находятся в тепловом равновесии: кастрюля имеет более высокую температуру, чем вода. Затем теплопередача восстанавливает тепловое равновесие, когда вода и кастрюля соприкасаются. Поскольку теплопередача между кастрюлей и водой происходит быстро, масса испаряемой воды пренебрежимо мала, а величина тепла, теряемого кастрюлей, равна теплу, приобретаемому водой. Обмен теплом прекращается, как только достигается тепловое равновесие между чашей и водой. Теплообмен можно записать как[латекс]\жирныйсимвол{|Q_{\textbf{горячий}}|=Q_{\textbf{холодный}}}.[/латекс] 9{\circ}\textbf{C})}.[/латекс]

Обратите внимание, что[latex]\boldsymbol{Q_{\textbf{hot}}0}[/latex]и что в сумме они должны равняться нулю, потому что тепло, теряемое горячей кастрюлей, должно быть таким же, как тепло, получаемое холодной водой. {\circ}\textbf{C}).} \end{массив}[/latex] 9{\circ}\textbf{C}}?[/latex]Причина в том, что вода имеет большую удельную теплоемкость, чем большинство обычных веществ, и, таким образом, подвергается небольшому изменению температуры при заданной теплопередаче. Большому водоему, такому как озеро, требуется большое количество тепла, чтобы заметно повысить его температуру. Это объясняет, почему температура озера остается относительно постоянной в течение дня даже при больших изменениях температуры воздуха. Однако температура воды меняется в течение более длительного времени (например, с лета на зиму).

ДОМАШНИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ: ИЗМЕНЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ЗЕМЛИ И ВОДЫ

Что нагревается быстрее, земля или вода?

Для изучения различий в теплоемкости:

• Поместите равные массы сухого песка (или почвы) и воды одинаковой температуры в два небольших сосуда. (Средняя плотность почвы или песка примерно в 1,6 раза выше плотности воды, поэтому вы можете получить примерно равные массы, используя [латекс]\boldsymbol{50\%}[/латекс]больше воды по объему. )
• Нагревайте оба (используя духовку или тепловую лампу) в течение одинакового времени.
• Запишите конечную температуру двух масс.
• Теперь доведите обе банки до одинаковой температуры, нагревая их в течение более длительного периода времени.
• Снимите банки с источника тепла и измеряйте их температуру каждые 5 минут в течение примерно 30 минут.

Какой образец остывает быстрее? Эта деятельность воспроизводит явления, ответственные за наземные и морские бризы.

• Перенос тепла[латекс]\boldsymbol{Q}[/латекс], приводящий к изменению[латекс]\жирныйсимвол{\Delta{T}}[/латекс]температуры тела массой[латекс] \boldsymbol{m}[/latex]является[латекс]\boldsymbol{Q=mc\Delta{T}},[/latex]где[латекс]\boldsymbol{c}[/latex]является удельной теплоемкостью материала . Это соотношение также можно рассматривать как определение удельной теплоемкости. 9{\circ}\textbf{C}},[/latex], если не указано иное, и при среднем давлении 1,00 атм. В скобках указаны значения [латекс]\жирный символ{c_{\textbf{p}}}[/латекс]при постоянном давлении 1,00 атм.

Глоссарий

удельная теплоемкость

количество теплоты, необходимое для изменения температуры 1,00 кг вещества на 1,00 ºC

 

Фазовый переход и скрытая теплота

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Проверить теплопередачу.
• Рассчитать конечную температуру по теплопередаче.

До сих пор мы обсуждали изменение температуры в результате теплопередачи. Никакого изменения температуры в результате теплопередачи не происходит, если лед тает и становится жидкой водой (т. е. во время фазового перехода). Например, рассмотрим воду, капающую с тающих сосулек на нагретую солнцем крышу. И наоборот, вода замерзает в лотке для льда, охлаждаемом более низкой температурой окружающей среды.

Рис. 1. Тепло от воздуха передается льду, вызывая его таяние. (кредит: Майк Брэнд)

Энергия требуется для плавления твердого тела, потому что когезионные связи между молекулами в твердом теле должны быть разрушены, так что в жидкости молекулы могут двигаться с сопоставимыми кинетическими энергиями; таким образом, нет повышения температуры. Точно так же энергия необходима для испарения жидкости, потому что молекулы в жидкости взаимодействуют друг с другом через силы притяжения. Изменение температуры не происходит до тех пор, пока не завершится фазовый переход. Температура чашки содовой, изначально равная 0ºC, остается такой же, пока весь лед не растает. И наоборот, при замерзании и конденсации выделяется энергия, обычно в виде тепловой энергии. Работа совершается силами сцепления, когда молекулы сближаются. Соответствующая энергия должна быть выделена (рассеяна), чтобы позволить им оставаться вместе. Рисунок 2.

Энергия фазового перехода зависит от двух основных факторов: количества и силы связей или силовых пар. Количество связей пропорционально количеству молекул и, следовательно, массе образца. Сила сил зависит от типа молекул. Теплота Q , необходимая для превращения фазы образца массой м , равна

Q = мл _f (плавление/замерзание,

Q 8). 0197 mL _v (испарение/конденсация),

, где скрытая теплота плавления, L _f , и скрытая теплота парообразования, L _v , являются материальными константами, которые определяются экспериментально. См. (табл. 1).

Рис. 2. (а) Энергия требуется для частичного преодоления сил притяжения между молекулами в твердом теле с образованием жидкости. Та же самая энергия должна быть удалена, чтобы произошло замораживание. (b) Молекулы разделяют большие расстояния при переходе из жидкости в пар, и для преодоления молекулярного притяжения требуется значительная энергия. Такая же энергия должна быть удалена, чтобы произошла конденсация. Изменение температуры не происходит до тех пор, пока не завершится фазовый переход.

Скрытая теплота измеряется в Дж/кг. Как L _f , так и L _v зависят от вещества, особенно от силы его молекулярных сил, как отмечалось ранее. L _f и L _v вместе называются коэффициентами скрытой теплоты . Они латентные , или скрытые, потому что при фазовых переходах энергия входит или выходит из системы, не вызывая изменения температуры в системе; так что, по сути, энергия скрыта. В таблице 1 перечислены репрезентативные значения 9.0197 L _f и L _v вместе с температурами плавления и кипения.

Таблица показывает, что в фазовые переходы затрачивается значительное количество энергии. Посмотрим, например, сколько энергии нужно, чтобы растопить килограмм льда при 0ºC, чтобы произвести килограмм воды при 0 ° C. Используя уравнение изменения температуры и значение для воды из табл. 1 , мы находим, что Q =  мл _f = (1,0 кг) (334 кДж/кг) = 334 кДж – это энергия, необходимая для плавления килограмма льда. Это много энергии, так как она представляет такое же количество энергии, которое необходимо для повышения температуры 1 кг жидкой воды с 0ºC до 79.0,8ºС. Еще больше энергии требуется для испарения воды; для превращения 1 кг жидкой воды при нормальной температуре кипения (100ºC при атмосферном давлении) в пар (водяной пар) потребуется 2256 кДж. Этот пример показывает, что энергия фазового перехода огромна по сравнению с энергией, связанной с изменением температуры без фазового перехода.

Таблица 1. Теплоты плавления и парообразования [1]
		Л ф			Л v
Вещество	Температура плавления (ºC)	кДж/кг	ккал/кг	Температура кипения (°С)	кДж/кг	ккал/кг
Гелий	−269,7	5,23	1,25	−268,9	20,9	4,99
Водород	−259,3	58,6	14,0	−252,9	452	108
Азот	−210,0	25,5	6,09	−195,8	201	48,0
Кислород	−218,8	13,8	3,30	−183,0	213	50,9
Этанол	−114	104	24,9	78,3	854	204
Аммиак	−75		108	−33,4	1370	327
Меркурий	−38,9	11,8	2,82	357	272	65,0
Вода	0,00	334	79,8	100,0	2256 [2]	539 [3]
Сера	119	38,1	9. 10	444,6	326	77,9
Свинец	327	24,5	5,85	1750	871	208
Сурьма	631	165	39,4	1440	561	134
Алюминий	660	380	90	2450	11400	2720
Серебро	961	88,3	21.1	2193	2336	558
Золото	1063	64,5	15,4	2660	1578	377
Медь	1083	134	32,0	2595	5069	1211
Уран	1133	84	20	3900	1900	454
Вольфрам	3410	184	44	5900	4810	1150

Фазовые превращения могут иметь огромный стабилизирующий эффект даже при температурах, не близких к точкам плавления и кипения, поскольку испарение и конденсация (превращение газа в жидкое состояние) происходят даже при температурах ниже точки кипения. Возьмем, к примеру, тот факт, что температура воздуха во влажном климате редко превышает 35,0ºC, потому что большая часть теплопередачи идет на испарение воды в воздух. Точно так же температура во влажную погоду редко опускается ниже точки росы, потому что при конденсации водяного пара выделяется огромное количество тепла.

Мы более точно изучили эффекты фазового перехода, рассмотрев добавление тепла к образцу льда при температуре -20ºC (рис. 3). Температура льда растет линейно, поглощая тепло с постоянной скоростью 0,50 кал/г⋅ºC, пока не достигнет 0ºC. При такой температуре лед начинает таять до тех пор, пока весь лед не растает, поглощая 79,8 кал/г тепла. Температура остается постоянной на уровне 0ºC во время этого фазового перехода. Как только весь лед растаял, температура жидкой воды повышается, поглощая тепло с новой постоянной скоростью 1,00 кал/г⋅ºC. При 100ºC вода начинает кипеть и температура снова остается постоянной, пока вода поглощает 539кал/г тепла во время этого фазового перехода. Когда вся жидкость превратилась в пар, температура снова повышается, поглощая тепло со скоростью 0,482 кал/г⋅ºC.

Рис. 3. График зависимости температуры от добавленной энергии. Система сконструирована таким образом, что пар не испаряется, пока лед нагревается до жидкой воды, и чтобы при испарении пар оставался в системе. Длинные отрезки постоянных значений температуры при 0ºC и 100ºC отражают большую скрытую теплоту плавления и испарения соответственно.

Вода может испаряться при температуре ниже точки кипения. Энергии требуется больше, чем при температуре кипения, потому что кинетическая энергия молекул воды при температуре ниже 100ºC меньше, чем при 100ºC, следовательно, меньше энергии доступно от случайных тепловых движений. Возьмем, к примеру, тот факт, что при температуре тела пот с кожи требует подводимой теплоты 2428 кДж/кг, что примерно на 10% больше, чем скрытая теплота парообразования при 100°С. Это тепло исходит от кожи и, таким образом, обеспечивает эффективный механизм охлаждения в жаркую погоду. Высокая влажность препятствует испарению, поэтому температура тела может подняться, и на лбу останется неиспарившийся пот.

Пример 1. Расчет конечной температуры по фазовому переходу: охлаждение содовой с помощью кубиков льда

Три кубика льда используются для охлаждения содовой до 20ºC массой м _{содовой} = 0,25 кг. Лед имеет температуру 0ºC, и каждый кубик льда имеет массу 6,0 г. Предположим, что сода хранится в контейнере из пенопласта, так что потерями тепла можно пренебречь. Предположим, что сода имеет такую ​​же теплоемкость, как вода. Найдите конечную температуру, когда весь лед растает.

Стратегия

Кубики льда имеют температуру таяния 0ºC. Тепло передается от газировки льду для плавления. Плавление льда происходит в два этапа: сначала происходит фазовый переход и твердое тело (лед) переходит в жидкую воду при температуре плавления, затем температура этой воды повышается. Плавление дает воду при температуре 0ºC, поэтому от соды к этой воде передается больше тепла, пока система вода + сода не достигнет теплового равновесия,  Q _лед  = −  Q _сода .

The heat transferred to the ice is

Q _ice  =   m _ice   L _f  +   m _ice c _W ( T _f −0ºC).

Теплота, выделяемая содой, равна Q _соды  =   m _соды c _W ( T _f −20ºC). Since no heat is lost, Q _ice  = − Q _soda , so that

m _ice   L _f  +   m _ice c _W ( T _f −0ºC) = – m _сода c _W ( T _f −20ºC).

Приведите все термины, связанные с T 9{\ circ} \ text {C} \ right) -m _ {\ text {ice}} L _ {\ text {f}}} {\ left (m _ {\ text {газировка}} + m _ {\ text {лед} }\right)c_{\text{W}}}\\[/latex]

Решение

1. Определите известные величины. Масса льда м _льда = 3 × 6,0 г = 0,018 кг, а масса соды м _соды = 0,25 кг.
2. Рассчитайте члены в числителе:  м _сода c _Вт (20ºC)=(0,25 кг)(4186 Дж/кг ⋅ ºC)(20ºC) = 20 930 Дж и 9{\ circ} \ text {C} \\ [/ латекс]

Обсуждение

Этот пример иллюстрирует огромные энергии, связанные с изменением фазы. Масса льда составляет около 7 процентов от массы воды, но приводит к заметному изменению температуры соды. Хотя мы предположили, что лед был при температуре замерзания, это неверно: типичная температура -6ºC. Однако эта поправка дает конечную температуру, практически идентичную найденному нами результату. Можете ли вы объяснить, почему?

Рисунок 4. Конденсат на стакане чая со льдом. (кредит: Дженни Даунинг)

Мы видели, что испарение требует передачи тепла жидкости из окружающей среды, так что окружающая среда высвобождает энергию. Конденсация – это обратный процесс, повышающий температуру окружающей среды. Это увеличение может показаться удивительным, поскольку мы связываем конденсацию с холодными предметами — например, со стеклом на рисунке. Однако энергия должна быть удалена от конденсирующихся молекул, чтобы заставить пар сконденсироваться. Энергия точно такая же, как требуется для осуществления фазового перехода в другом направлении, от жидкости к пару, поэтому ее можно рассчитать из Q = мл _v .

Конденсат образуется на рисунке 4, потому что температура окружающего воздуха снижается ниже точки росы. Воздух не может содержать столько воды, сколько при комнатной температуре, поэтому вода конденсируется. Энергия высвобождается, когда вода конденсируется, ускоряя таяние льда в стакане.

Реальное применение

Энергия также высвобождается при замерзании жидкости. Это явление используется садоводами во Флориде для защиты апельсинов, когда температура близка к точке замерзания (0ºC). Садоводы распыляют воду на растения в садах, чтобы вода замерзала и тепло отдавалось растущим на деревьях апельсинам. Это предотвращает падение температуры внутри апельсина ниже точки замерзания, что может привести к повреждению плода.

Рисунок 14.11. Лед на этих деревьях выделял большое количество энергии при замерзании, помогая предотвратить падение температуры деревьев ниже 0ºC. Вода намеренно распыляется на сады, чтобы предотвратить сильные морозы. (кредит: Герман Хаммер)

Сублимация — это переход из твердого состояния в парообразное. Возможно, вы замечали, что снег может раствориться в воздухе без следа жидкой воды или исчезновение кубиков льда в морозильной камере. Верно и обратное: иней может образовываться на очень холодных окнах, не проходя стадию жидкости. Популярным эффектом является создание «дыма» из сухого льда, представляющего собой твердый углекислый газ. Сублимация происходит потому, что равновесное давление паров твердых тел не равно нулю. В некоторых освежителях воздуха используется сублимация твердого вещества для введения аромата в помещение. Шарики от моли являются слегка токсичным примером фенола (органического соединения), который возгоняется, в то время как некоторые твердые вещества, такие как четырехокись осмия, настолько токсичны, что их необходимо хранить в герметичных контейнерах, чтобы предотвратить воздействие на человека их сублимационных паров.

Рис. 5. Прямые переходы между твердым телом и паром распространены, иногда полезны и даже красивы. (а) Сухой лед сублимируется непосредственно в углекислый газ. Видимый пар состоит из капель воды. (кредит: Уинделл Оскей) (b) Фрост образует узоры на очень холодном окне, пример твердого тела, образованного непосредственно из пара. (кредит: Лиз Уэст)

Все фазовые переходы связаны с выделением тепла. В случае прямых переходов твердое тело-пар необходимая энергия определяется уравнением Q =  мл _s , где л _s – это теплота сублимации , которая представляет собой энергию, необходимую для превращения 1,00 кг вещества из твердой фазы в паровую фазу. L _s аналогичен L _f и L _v , и его значение зависит от вещества. Сублимация требует затрат энергии, поэтому сухой лед является эффективным хладагентом, в то время как обратный процесс (т. е. замораживание) высвобождает энергию. Количество энергии, необходимое для сублимации, того же порядка, что и для других фазовых переходов.

Материал, представленный в этом и предыдущем разделах, позволяет нам рассчитать любое количество эффектов, связанных с температурой и фазовым переходом. В каждом случае необходимо определить, какие температурные и фазовые изменения имеют место, а затем применить соответствующее уравнение. Имейте в виду, что теплообмен и работа могут вызывать как температурные, так и фазовые изменения.

Стратегии решения проблем с эффектами теплопередачи

1. Изучите ситуацию, чтобы определить, есть ли изменение температуры или фазы. Осуществляется ли передача тепла в систему или из нее? Если наличие или отсутствие фазового перехода неочевидно, можно сначала решить задачу, как если бы фазовых переходов не было, и изучить полученное изменение температуры. Если этого достаточно, чтобы преодолеть точку кипения или плавления, вам следует вернуться назад и решить задачу поэтапно — изменение температуры, изменение фазы, последующее изменение температуры и так далее.
2. Определите и перечислите все объекты, изменяющие температуру и фазу.
3. Точно определите, что нужно определить в задаче (идентифицируйте неизвестные). Письменный список полезен.
4. Составьте список того, что дано или что может быть выведено из поставленной задачи (укажите известное).
5. Решите соответствующее уравнение для определяемой величины (неизвестной). При изменении температуры переданное тепло зависит от удельной теплоемкости (см. Таблицу 1 в разделе «Изменение температуры и теплоемкость»), тогда как при фазовом переходе переданное тепло зависит от скрытой теплоты. См. Таблицу 1.
6. Подставьте известные числа вместе с их единицами измерения в соответствующее уравнение и получите численное решение с единицами измерения. Вам нужно будет сделать это пошагово, если процесс состоит из более чем одной стадии (например, изменение температуры с последующим изменением фазы).
7. Проверьте ответ, чтобы убедиться, что он разумен: Имеет ли он смысл? Например, убедитесь, что изменение температуры не вызывает фазового перехода, который вы не учли.

Проверьте свое понимание

Почему снег остается на горных склонах даже при дневных температурах выше нуля?

Раствор

Снег образуется из кристаллов льда и, таким образом, является твердой фазой воды. Поскольку для фазовых переходов необходимо огромное количество тепла, для накопления этого тепла из воздуха требуется определенное время, даже если температура воздуха выше 0ºC. Чем теплее воздух, тем быстрее происходит этот теплообмен и тем быстрее тает снег.

Резюме раздела

• Большинство веществ могут существовать в твердой, жидкой и газообразной формах, которые называются «фазами».
• Фазовые превращения происходят при фиксированных температурах для данного вещества при данном давлении, и эти температуры называются точками кипения и замерзания (или плавления).
• Во время фазовых переходов поглощаемое или выделяемое тепло определяется по формуле: Q = мл , где L  – коэффициент скрытой теплоты.

Концептуальные вопросы

1. Теплопередача может вызывать температурные и фазовые изменения. Что еще может вызвать эти изменения?
2. Каким образом скрытая теплота плавления воды помогает замедлить снижение температуры воздуха, возможно, предотвращая падение температуры значительно ниже ºC вблизи больших водоемов?
3. Какова температура льда сразу после того, как он образовался замерзшей водой?
4. Что произойдет, если поместить лед ºC в воду ºC в изолированном контейнере? Растает ли часть льда, замерзнет ли больше воды или не произойдет ни того, ни другого?
5. Какое влияние оказывает конденсация на стакане ледяной воды на скорость таяния льда? Конденсация ускорит процесс плавления или замедлит его?
6. В очень влажном климате, где есть многочисленные водоемы, например, во Флориде, температура редко поднимается выше 35ºC (95ºF). Однако в пустынях температура может подняться намного выше. Объясните, как испарение воды помогает ограничить высокие температуры во влажном климате.
7. Зимой в Сан-Франциско часто бывает теплее, чем в соседнем Сакраменто, находящемся в 150 км от побережья. Летом в Сакраменто почти всегда жарче. Объясните, как водоемы, окружающие Сан-Франциско, смягчают экстремальные температуры.
8. Накрытие крышки на кипящую кастрюлю значительно снижает теплопередачу, необходимую для поддержания кипения. Объяснить, почему.
9. Сублимированные продукты были обезвожены в вакууме. Во время процесса пища замерзает и должна быть нагрета, чтобы облегчить обезвоживание. Объясните, как вакуум ускоряет обезвоживание и почему продукты в результате замерзают.
10. Когда неподвижный воздух охлаждается за счет излучения в ночное время, температура обычно не падает ниже точки росы. Объяснить, почему.
11. На демонстрации в классе физики инструктор надувает воздушный шар ртом, а затем охлаждает его жидким азотом. В холодном состоянии сморщенный шар содержит небольшое количество светло-голубой жидкости, а также несколько кристаллов, похожих на снег. При нагревании жидкость закипает, часть кристаллов возгоняется, часть кристаллов задерживается на некоторое время, а затем превращается в жидкость. Определите синюю жидкость и два твердых тела в холодном шаре. Обоснуйте свои идентификации, используя данные из таблицы 1.

Задачи и упражнения

1. Какая теплопередача (в килокалориях) требуется, чтобы оттаять упаковку замороженных овощей массой 0,450 кг при исходной температуре 0ºC, если их теплота плавления такая же, как у воды?
2. Пакет со льдом при температуре 0ºC намного эффективнее поглощает энергию, чем пакет, содержащий такое же количество воды при температуре 0ºC. (a) Какая теплопередача необходима для повышения температуры 0,800 кг воды с 0ºC до 30,0ºC? (b) Какая теплопередача требуется, чтобы сначала растопить 0,800 кг льда с температурой 0ºC, а затем повысить его температуру? (c) Объясните, как ваш ответ подтверждает утверждение о том, что лед более эффективен.
3. (a) Какая теплопередача требуется, чтобы поднять температуру алюминиевого горшка весом 0,750 кг, содержащего 2,50 кг воды, с 30,0°C до точки кипения, а затем выкипятить 0,750 кг воды? (b) Сколько времени это займет, если скорость теплопередачи составляет 500 Вт 1 Вт = 1 Дж/сек (1 Вт = 1 Дж/сек)?
4. Образование конденсата на стакане ледяной воды приводит к тому, что лед тает быстрее, чем в противном случае. Если на стакане воды и 200 г льда образуется 8,00 г конденсата, сколько граммов льда при этом растает? Предположим, что другой передачи тепла не происходит.
5. В поездке вы замечаете, что мешка со льдом весом 3,50 кг хватает в холодильнике в среднем на один день. Какова средняя мощность в ваттах, поступающая в лед, если он начинается при 0ºC и полностью тает до 0ºC воды ровно за один день 1 ватт = 1 джоуль/сек (1 Вт = 1 Дж/сек)?
6. В один сухой солнечный день температура в бассейне поднялась бы на 1,50ºC, если бы не испарение. Какая часть воды должна испариться, чтобы унести достаточно энергии, чтобы поддерживать постоянную температуру?
7. (a) Какая теплопередача необходима для повышения температуры куска льда массой 0,200 кг с −20,0°C до 130°C, включая энергию, необходимую для фазовых переходов? (b) Сколько времени требуется для каждой стадии при постоянной скорости теплопередачи 20,0 кДж/с? (c) Постройте график зависимости температуры от времени для этого процесса.
8. В 1986 году от шельфового ледника Росса в Антарктиде откололся гигантский айсберг. Это был примерно прямоугольник длиной 160 км, шириной 40,0 км и толщиной 250 м. а) Какова масса этого айсберга, если плотность льда равна 917 кг/м ³ ? (б) Сколько теплоты (в джоулях) необходимо для его плавления? (c) Сколько лет потребуется только солнечному свету, чтобы растопить лед такой толщины, если лед поглощает в среднем 100 Вт/м ² , 12,00 ч в день?
9. Сколько граммов кофе должно испариться из 350 г кофе в 100-граммовой стеклянной чашке, чтобы охладить кофе с 95,0°С до 45,0°С? Вы можете предположить, что кофе имеет те же термические свойства, что и вода, и что средняя теплота парообразования составляет 2340 кДж/кг (560 кал/г). (Вы можете пренебречь изменением массы кофе по мере его охлаждения, что даст вам ответ, который немного больше правильного.)
10. (a) Трудно потушить пожар на танкере с сырой нефтью, потому что каждый литр сырой нефти выделяет 2,80 × 10 ⁷ Дж энергии при сгорании. Чтобы проиллюстрировать эту трудность, подсчитайте количество литров воды, которое необходимо затратить, чтобы поглотить энергию, выделяющуюся при сжигании 1,00 л сырой нефти, если температура воды повышается с 20,0 °С до 100 °С, она закипает, а образующийся пар подняли до 300ºC. (b) Обсудите дополнительные сложности, вызванные тем фактом, что сырая нефть имеет меньшую плотность, чем вода.
11. Энергия, высвобождаемая при конденсации во время грозы, может быть очень большой. Рассчитайте энергию, выделившуюся в атмосферу при небольшой грозе радиусом 1 км, предполагая, что 1,0 см дождя выпадает равномерно на этой территории.
12. Чтобы предотвратить повреждение от мороза, на фруктовое дерево распыляют 4,00 кг воды с температурой 0ºC. (а) Сколько тепла происходит при замерзании воды? (b) Насколько уменьшится температура 200-килограммового дерева, если это количество тепла будет передано от дерева? Примем удельную теплоемкость равной 3,35 кДж/кг · ºC и предположим, что фазового перехода не происходит.
13. Алюминиевая миска весом 0,250 кг, вмещающая 0,800 кг супа при температуре 25,0°C, помещается в морозильную камеру. Какова будет конечная температура, если от миски и супа будет передано 377 кДж энергии, если предположить, что тепловые свойства супа такие же, как у воды?
14. Кубик льда весом 0,0500 кг при температуре -30,0°C помещают в 0,400 кг воды при температуре 35,0°C в хорошо изолированном контейнере. Какая конечная температура?
15. Если вы выльете 0,0100 кг воды с температурой 20,0 ºC на кусок льда массой 1,20 кг (который изначально имеет температуру -15,0 ºC), какова будет конечная температура? Вы можете предположить, что вода остывает так быстро, что влияние окружающей среды можно пренебречь.
16. Коренные жители иногда готовят пищу в водонепроницаемых корзинах, помещая горячие камни в воду, чтобы довести ее до кипения. Какую массу камня с температурой 500°С нужно поместить в 4,00 кг воды с температурой 15,0°С, чтобы довести ее температуру до 100°С, если 0,0250 кг воды выделится в виде пара из начального шипения? Вы можете пренебречь влиянием окружающей среды и принять среднюю удельную теплоемкость горных пород за удельную теплоемкость гранита.
17. Какой была бы конечная температура кастрюли и воды в расчете конечной температуры при передаче тепла между двумя телами: заливка холодной воды в горячую кастрюлю, если бы 0,260 кг воды было помещено в кастрюлю и 0,0100 кг воды немедленно испарилось , оставив остаток доходить до общей температуры со сковородой?
18. В некоторых странах жидкий азот используется на молоковозах вместо механических холодильников. Для 3-часовой доставки требуется 200 л жидкого азота плотностью 808 кг/м ³ . (a) Рассчитайте теплопередачу, необходимую для испарения этого количества жидкого азота и повышения его температуры до 3,00ºC. (Используйте c _p  и предположите, что оно постоянно во всем диапазоне температур.) Это значение представляет собой степень охлаждения подачи жидкого азота. (б) Какова эта скорость теплопередачи в киловатт-часах? (c) Сравните степень охлаждения, полученную при плавлении идентичной массы льда при температуре 0ºC, с охлаждающей способностью при испарении жидкого азота.
19. Некоторые любители оружия изготавливают свои собственные пули, которые включают плавление и отливку свинцовых пуль. Какая теплопередача необходима, чтобы поднять температуру и расплавить 0,500 кг свинца, начиная с 25,0°С?

Глоссарий

теплота сублимации:  энергия, необходимая для превращения вещества из твердой фазы в паровую

коэффициент скрытой теплоты:  физическая постоянная, равная количеству тепла, переданному на вещества при изменении фазы вещества

сублимация:  переход из твердой фазы в паровую

Избранные решения задач и упражнений

1. 35,9 ккал

3. (а) 591 ккал; (б) 4,94 × 10 ³ s

5. 13,5 Вт

7. (а) 148 ккал; (б) 0,418 с, 3,34 с, 4,19 с, 22,6 с, 0,456 с

9, 33,0 г

10, (а) 9,67 л; (b) Сырая нефть менее плотна, чем вода, поэтому она плавает поверх воды, тем самым подвергая себя воздействию кислорода воздуха, который она использует для сжигания. Кроме того, если вода находится под маслом, она менее эффективно поглощает тепло, выделяемое маслом.

12. (а) 319 ккал; (б) 2,00ºC

14. 20,6ºC

16. 4,38 кг

18. (a) 1,57 × 10 ⁴ ккал; (б) 18,3 кВт⋅ч; (c) 1,29 × 10 ⁴ ккал

---

1. Значения приведены при нормальных температурах плавления и кипения при стандартном атмосферном давлении (1 атм). ↵
2. При 37,0ºC (температура тела) теплота парообразования Lv для воды составляет 2430 кДж/кг или 580 ккал/кг ↵
3. При 37,0ºC (температура тела) теплота парообразования Lv для воды составляет 2430 кДж/ кг или 580 ккал/кг ↵

Химия I Домашнее задание 3

Химия I Домашнее задание 3

Страница домашнего задания по химии I, материал для экзамена 3

Страница домашнего задания без видимых ответов

На этой странице есть все необходимые домашние задания по материалу третьего экзамена первого семестра по общей химии. Учебником, связанным с этим домашним заданием, является ХИМИЯ Центральная наука Брауна, ЛеМэя и др. Последним изданием, которое я требовал от студентов, было издание 12 9.0308 th edition (Chemistry The Central Science, 12th ed. by Brown, LeMay, Bursten, Murphy and Woodward), но для этого курса подойдет любое издание этого текста.

Примечание: вы ожидаете, что дойдет до конца задач вашего учебника, найдет похожие вопросы и решит эти задачи. Это всего лишь обязательный список задач для целей викторины. Вы также должны изучить упражнения в главах. Упражнения представляют собой отработанные примеры вопросов в конце главы. В учебном пособии также проработаны примеры.

Это голые вопросы. Вопросы из учебника будут содержать дополнительную информацию, которая может оказаться полезной и свяжет задачи с приложениями в реальной жизни, многие из которых относятся к биологии.

Термохимия (гл. 5)

1. Ответьте на следующие вопросы по термохимии.
2. Мармеладный мишка массой 0,88 г сжигается в бомбовом калориметре. Температура начиналась с 21,5°С и стабилизировалась на уровне 24,2°С. Изготовитель бомбового калориметра определил теплоемкость калориметра равной 11,4 кДж/°С. Рассчитайте теплоту сгорания одного грамма мармеладного мишки.

   Ответ

   ΔE = C _v ΔT = (11,4 кДж/°C)(24,2-21,5°C) = (11,4 кДж/°C)(2,7°C) = 30,78 кДж (30,78 кДж)/(0,88 г) = 34,98 кДж/г

3. При сжигании 100 г образца метана СН ₄ в бомбовом калориметре температура изменяется с 21 °С до 31 °С и выделяется 2200 Дж тепла. Какова удельная теплоемкость метана?

   Ответ

   ΔE = C _v ΔT ⇒ C _v = ΔE/ΔT = (2200 Дж)/(10 °C) = 220 Дж/°C Удельная теплоемкость = C _v /г = (220 Дж/°С)/(100 г) = 2,20 Дж/г-°С

4. Температура блока меди массой 0,85 кг оказалась равной 21 °C. Медь поместили на солнце и подняли температуру до 28 °C. Примите удельную теплоемкость меди равной 0,385 Дж/г-°С и определите количество теплоты, поглощенное куском меди.

   Ответ

   ΔH = C _p ΔT = (850 г)(0,385 Дж/г-°C)(7 °C) = 2291 Дж = 2,3 кДж

5. Кусок твердого калия массой 0,258 г помещают в воду внутри калориметра кофейной чашки, что приводит к бурной реакции. Предположим, что общий объем полученного раствора составляет 100 мл. Температура раствора изменяется от 22°C до 25,1°C за счет реакции. Какое количество теплоты выделяется в этой реакции на 1 грамм калия? Предположим, что плотность раствора после реакции равна плотности воды и что теплоемкость раствора и реакционного сосуда обусловлена ​​только водой, имеющей удельную теплоемкость 4,184 Дж/г-°С.

   Ответ

   ΔH = C _p ΔT = (100 г) (4,184 Дж/г-°C) (3,1 °C) = 1297 Дж (1297 Дж)/(0,258 г) = 5027 Дж/г .

6. Образец натрия массой 22,99 г реагирует с 1,0 л воды в калориметре постоянного давления следующим образом: температура воды колеблется от 20°C до 65°C. Предположим, что объем раствора остается равным 1,0 л, но плотность изменяется до 1,02 г/мл, а удельная теплоемкость изменяется до 4,00 Дж/г-°С. Сколько тепла выделяется на каждый моль H ₂ (г) произведено?

   Ответ

   ΔH = C _p ΔT = (1000 мл)(1,02 г/мл)(4,00 Дж/г-°C)(45°C) = 183600 Дж = 183,6 кДж

   (

   22,99 г Na(s)

   )

   (

   1 моль Na   22,99 г Na(s)

   )

   (

   1 моль H 2 (г)   2 моль Na

   )

   = 0,5 моль H 2 (г)

   (183,6 кДж)/(0,5 моль H ₂ (г)) = 367,2 кДж на моль H ₂ (г) .

7. Блок никеля массой 1,5 кг при температуре 100 °С помещают в 500 мл воды с температурой 21 °С. Чему равна конечная температура, если предположить, что удельная теплоемкость никеля равна 0,44 Дж/г-°С, а удельная теплоемкость воды равна 4,184 Дж/г-°С. Подсказка: общее количество потерянного тепла равно общему полученному теплу!

   Ответ

   Общее количество тепла, потерянного Ni = (1500 г Ni) (0,44 Дж/г-°C) (100 °C — T _f ) Общее количество тепла, полученное H ₂ O = (500 мл)(1 г/1 мл)(4,184 Дж/г-°C)(T _ф — 21 °С) Установите два выражения равными друг другу и найдите T _f = 40 °C .

   ———————

   Обратите внимание, что для расчета общего количества тепла, потерянного никелем, конечная температура была вычтена из начальной температуры, чтобы получить положительное число.

   Другой способ взглянуть на это — записать выражения для ΔH никеля и ΔH воды, а затем сделать ΔH никеля отрицательным значением ΔH воды. Это потому, что Ni выделяет тепло, а вода поглощает такое же количество тепла.

   ΔH _вода = (500 мл)(1 г/1 мл)(4,184 Дж/г-°C)(T _f — 21 °C)

   ΔH _Ni = (1500 г Ni)(0,44 Дж/г-°C)(T _f — 100°C)

   ΔH _вода = -ΔH _Ni дает те же выражения, что и выше.

8. Какая химическая реакция соответствует ΔH ^o _f для каждого из следующих веществ?
   • HClO

   Ответ

   ½H ₂ (г) + ½Cl ₂ (г) + ½O ₂ (г) → HClO

   • С ₂ Н ₅ ОХ

   Ответ

   2C(т) + 3H ₂ (г) + ½O ₂ (г) → C ₂ H ₅ OH

   • КМНО ₄

   Ответ

   K(s) + Mn(s) + 2O ₂ → KMnO ₄

9. Используйте Приложение C для расчета ΔH° для каждой из следующих реакций?
   • 4FeO(т) + O ₂ (г) → 2Fe ₂ O ₃ (т)

   Ответ

   ΔH _rxn = (2 моль)(-822,16 кДж/моль) — (4 моль)(-297,9 кДж/моль) = -452,72 кДж

   • H ₂ SO ₄ (л) + 2NaCl(т) → 2HCl(г) + Na ₂ SO ₄ (т)

   Ответ

   (-1387,1 кДж) + (2)(-92,30 кДж) — (-814,0 кДж) — (2)(-410,9 кДж) = 64,1 кДж

   • 4ХНО ₃ (г) + 2H ₂ O(г) → 2N ₂ H ₄ (г) + 7O ₂ (г)

   Ответ

   (2)(95,4 кДж) + 0 — 4(-134,63 кДж) — (2)(-241,82 кДж) = 1212 кДж

   • C ₂ H ₅ OH(ж) + O ₂ (г) → H ₂ O(ж) + CO ₂ (г)

   Ответ

   (-285,83 кДж) + (-393,5 кДж) — (-277,7 кДж) — 0 = -401,63 кДж

10. Рассчитайте ΔH для

    O ₃ (г) + 2NO ₂ (г) → N ₂ O ₅ (г) + O ₂ (г)

    Учитывая следующие уравнения:

    O ₃ (г) + NO ₂ (г) → NO ₃ (г) + O ₂ (г)     ΔH = 10,1 кДж

    N ₂ O ₅ (г) → NO ₃ (г) + NO ₂ (г)     ΔH = 48,3 кДж

    Ответ

    Переключите второе уравнение и прибавьте к первому.

    O ₃ (г) + NO ₂ (г) → NO ₃ (г) + O ₂ (г)     ΔH = 10,1 кДж

    NO ₃ (г) + NO ₂ (г) → N ₂ O ₅ (г))     ΔH = -48,3 кДж

    Объединение уравнений дает:

    O ₃ (г) + 2NO ₂ (г) → N ₂ O ₅ (г) + O ₂ (г)     ΔH = -38,2 кДж

11. Рассчитайте ΔH для

    4K ₂ O(s) + 3O ₂ (g) → 3K ₂ O ₂ (s) + 2KO ₂ (s)

    Учитывая следующие уравнения:

    K ₂ O(т) + ½O ₂ (г) → K ₂ O ₂ (т)     ΔH = -132,6 кДж

    4KO ₂ (т) → 2K ₂ O(т) + 3O ₂ (г)     ΔH = 411,6 кДж

    2КО ₂ (т) → К ₂ О ₂ (т) + О ₂ (ж)     ΔH = 73,2 кДж

    Ответ

    Умножьте первое уравнение на 2, поменяйте местами второе уравнение, добавьте их к последнему уравнению.

    2K ₂ O(т) + O ₂ (г) → 2K ₂ O ₂ (т)     ΔH = -265,2 кДж

    2K ₂ O(т) + 3O ₂ (г) → 4KO ₂ (т)     ΔH = -411,6 кДж

    2КО ₂ (с) → К ₂ О ₂ (с) + О ₂ (г)     ΔH = 73,2 кДж

    Объединение уравнений дает:

    4К ₂ О(т) + 3О ₂ (ж) → 3К ₂ О ₂ (т) + 2КО ₂ (т)

    ΔH = -265,2 кДж — 411,6 кДж + 73,2 кДж = -603,6 кДж

12. При полном сгорании одного моля твердого нафталина C ₁₀ H ₈ выделяется 4981 кДж теплоты. Предположим, что образуется H ₂ O(г), а для CO ₂ , ΔH ^o _f = -393,5 кДж/моль. Что такое ΔH ^o _f для нафталина?

    Ответ

    C ₁₀ H ₈ (т) + 12O ₂ (г) → 10CO ₂ (г) + 4H ₂ O(г) ∆H = -4981 кДж

    ΔH _RXN = 4ΔH ^O _{F, H 2 O} + 10ΔH ^O _{F, CO 2} — ΔH ^{O ₂ — ΔH O ₂ .}

    No related posts.