РЕШИТЬ ДО ВЕЧЕРА
1. Какое количество теплоты необходимо для нагревания 2 кг воды в
алюминиевом чайнике, масса которого 500 г, от 20 °С до кипения?
2. Сколько энергии выделяется при остывании от 70 °С до 20 °С кирпичной
печи, сложенной из 500 кирпичей, если масса одного кирпича 1 кг?
3. Сколько литров кипятка нужно охладить до 20 °С, чтобы выделилось 1680
кДж теплоты?
4. Какое количество теплоты необходимо сообщить льду массой 10 г, взятого
при температуре 0оС, для того, чтобы превратить в воду и нагреть её до
температуры кипения?
Справочные данные:
удельная теплоемкость воды – 4200 Дж/кг0С
удельная теплоемкость льда – 2100 Дж/кг0С
удельная теплоемкость алюминия – 920 Дж/кг0С
удельная теплоемкость кирпич – 880 Дж/кг0С
температура кипения воды - 1000С
удельная теплота плавления – 340000 Дж/кг
1. Вопрос гласит: "Какое количество теплоты необходимо для нагревания 2 кг воды в
алюминиевом чайнике, масса которого 500 г, от 20 °С до кипения?" Для решения этой задачи нам понадобятся удельные теплоемкости воды и алюминия, а также разница массы воды и массы чайника.
Удельная теплоемкость воды составляет 4200 Дж/кг·°C, а удельная теплоемкость алюминия равна 920 Дж/кг·°C. Давай переведем массу воды в граммы: 2 кг = 2000 г.
Для нахождения количества теплоты, необходимого для нагревания, воспользуемся формулой:
Q = m·c·ΔT,
где Q - количество теплоты, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость, ΔT - изменение температуры.
Воспользуемся этой формулой для воды и алюминия по отдельности. Для воды:
Q_воды = (2000 г)·(4200 Дж/кг·°C)·(100°C - 20°C).
Теперь рассчитаем количество теплоты для алюминия:
Q_алюминия = (500 г)·(920 Дж/кг·°C)·(100°C - 20°C).
Чтобы найти общее количество теплоты для нагрева, сложим результаты для воды и алюминия:
Q_общее = Q_воды + Q_алюминия.
Таким образом, мы получим количество теплоты, необходимое для нагревания 2 кг воды в алюминиевом чайнике от 20 до 100 градусов.
2. Второй вопрос гласит: "Сколько энергии выделяется при остывании от 70 °C до 20 °C кирпичной печи, сложенной из 500 кирпичей, если масса одного кирпича 1 кг?"
Для решения задачи нам потребуется удельная теплоемкость кирпича, которая составляет 880 Дж/кг·°C.
Используем такую же формулу:
Q = m·c·ΔT,
где Q - количество теплоты, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость, ΔT - изменение температуры.
Рассчитаем количество теплоты, выделяющееся при остывании печи:
Q_печи = (500 кг)·(880 Дж/кг·°C)·(20°C - 70°C).
Таким образом, получим количество энергии, которое выделяется при остывании печи от 70°C до 20°C.
3. Третий вопрос гласит: "Сколько литров кипятка нужно охладить до 20 °C, чтобы выделилось 1680 кДж теплоты?"
Перед тем, как перейти к решению этой задачи, нам нужно перевести единицу измерения теплоты. 1680 кДж = 1680000 Дж.
Для решения этой задачи нам понадобятся удельные теплоемкости воды, которая составляет 4200 Дж/кг·°C.
Воспользуемся формулой:
Q = m·c·ΔT,
где Q - количество теплоты, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость, ΔT - изменение температуры.
Здесь нам известно значение теплоты (1680000 Дж) и удельная теплоемкость воды. Остается найти массу воды для охлаждения.
m = Q / (c·ΔT),
где m - масса вещества, Q - количество теплоты, c - удельная теплоемкость, ΔT - изменение температуры.
Переведем все значения в единицы измерения, подходящие для данной формулы, и получим массу воды в килограммах. Чтобы найти количество воды в литрах, необходимо знать, что 1 литр воды равен 1 кг.
4. Вопрос гласит: "Какое количество теплоты необходимо сообщить льду массой 10 г, взятого при температуре 0 °С, для того, чтобы превратить в воду и нагреть её до температуры кипения?"
Мы знаем, что удельная теплоемкость воды составляет 4200 Дж/кг°C, а удельная теплоемкость льда равна 2100 Дж/кг°C.
Для решения этой задачи мы можем разбить ее на две части: нагревание льда от 0°C до 0°C и нагревание воды от 0°C до температуры кипения.
Для первой части (нагревание льда от 0 до 0°C) нам необходимо учесть удельную теплоту плавления льда, которая составляет 340000 Дж/кг. Рассчитать количество теплоты для этой части можно по формуле:
Q_льда = (масса льда)·(удельная теплоемкость льда)·(0°C - 0°C) + (масса льда)·(удельная теплота плавления).
Для второй части (нагревание воды от 0°C до температуры кипения) воспользуемся такой же формулой:
Q_воды = (масса воды)·(удельная теплоемкость воды)·(100°C - 0°C).
Для нахождения общего количество теплоты просто сложим значения для каждой части:
Q_общее = Q_льда + Q_воды.
Таким образом, мы найдем количество теплоты, необходимое для превращения льда массой 10 г в воду при температуре кипения.