Задачи на количество теплоты с решениями
Формулы, используемые на уроках «Задачи на количество теплоты,
удельную теплоемкость».
1 г = 0,001 кг; 1 т = 1000 кг; 1 кДж = 1000 Дж; 1 МДж = 1000000 Дж
ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
Задача № 1.
В железный котёл массой 5 кг налита вода массой 10 кг. Какое количество теплоты нужно передать котлу с водой для изменения их температуры от 10 до 100 °С?
При решении задачи нужно учесть, что оба тела — и котёл, и вода — будут нагреваться вместе. Между ними происходит теплообмен. Их температуры можно считать одинаковыми, т. е. температура котла и воды изменяется на 100 °С — 10 °С = 90 °С. Но количества теплоты, полученные котлом и водой, не будут одинаковыми. Ведь их массы и удельные теплоёмкости различны.
Задача № 2.
Смешали воду массой 0,8 кг, имеющую температуру 25 °С, и воду при температуре 100 °С массой 0,2 кг. Температуру полученной смеси измерили, и она оказалась равной 40 °С. Вычислите, какое количество теплоты отдала горячая вода при остывании и получила холодная вода при нагревании. Сравните эти количества теплоты.
Задача № 3.
Стальная деталь массой 3 кг нагрелась от 25 до 45 °С. Какое количество теплоты было израсходовано?
Задача № 4.
В сосуде содержится 3 л воды при температуре 20 °С. Сколько воды при температуре 45 °С надо добавить в сосуд, чтобы в нём установилась температура 30 °С? Необходимый свободный объём в сосуде имеется. Теплообменом с окружающей средой пренебречь
Задача № 5.
На сколько градусов изменилась температура чугунной детали массой 12 кг, если при остывании она отдала 648000 Дж теплоты?
Задача № 6.
По графику определите удельную теплоёмкость образца, если его масса 50 г.
Задача № 7.
Для нагревания медного бруска массой 3 кг от 20 до 30 °С потребовалось 12000 Дж теплоты. Какова удельная теплоемкость меди?
Задача № 8.
Нагретый камень массой 5 кг, охлаждаясь в воде на 1 °С, передает ей 2,1 кДж энергии. Чему равна удельная теплоемкость камня?
Задача № 9.
Какое количество теплоты потребуется для нагревания на 1 °С воды объемом 0,5 л; олова массой 500 г; серебра объемом 2 см3; стали объемом 0,5 м3; латуни массой 0,2 т?
Задача № 10.
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 при температуре 100 °С?
Задача № 11.
а) Воздух, заполняющий объем 0,5 л в цилиндре с легким поршнем, нагрели от 0 до 30 °С при постоянном атмосферном давлении. Какое количество теплоты получил воздух? б) В порожнем закрытом металлическом баке вместимостью 60 м3 под действием солнечного излучения воздух нагрелся от 0 до 20 °С. Как и на сколько изменилась внутренняя энергия воздуха в баке? (Удельная теплоемкость воздуха при постоянном объеме равна 720 Дж/кг-°С.)
Задача № 12.
ОГЭ
Металлический цилиндр массой m = 60 г нагрели в кипятке до температуры t = 100 °С и опустили в воду, масса которой mв = 300 г, а температура tв = 24 °С. Температура воды и цилиндра стала равной Θ = 27 °С. Найти удельную теплоёмкость металла, из которого изготовлен цилиндр. Удельная теплоёмкость воды св = 4200 Дж/(кг К).
Задача № 13.
В теплоизолированном сосуде сначала смешивают три порции воды 100 г, 200 г и 300 г с начальными температурами 20 °C, 70 °C и 50 °C соответственно. После установления теплового равновесия в сосуд добавляют новую порцию воды массой 400 г при температуре 20 °C. Определите конечную температуру в сосуде. Ответ дайте в °C, округлив до целого числа. Теплоёмкостью калориметра пренебрегите.
Решение.
Ответ: 39 °С.
Задача № 14. (повышенной сложности)
Стальной шарик радиусом 5 см, нагретый до температуры 500 ˚С, положили на лед, температура которого 0 ˚С. На какую глубину погрузится шарик в лед? (Считать, что шарик погрузился в лед полностью. Теплопроводностью шарика и нагреванием воды пренебречь.)
Дано: R = 0,05 м; t1 = 500 ˚С; t2 = 0 ˚С;
ρ1 (плотность стали) = 7800 кг/м3.;
ρ2 (плотность льда) = 900 кг/м3.
c (удельная теплоемкость стали) = 460 Дж/кг •˚С,
λ (удельная теплота плавления льда) = 3,3 • 105 Дж/кг,
Найти: h – ?
Конспект урока «Задачи на количество теплоты».
Посмотреть конспект урока по теме «Количество теплоты. Удельная теплоемкость»
Следующая тема: «ЗАДАЧИ на сгорание топлива с решениями».
Презентация на тему: » ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ВНУТРЕННЕЙ ЭНЕРГИИ. Цель урока: Знать формулировку закона сохранения энергии и уметь применять его для решения задач.» — Транскрипт:
1
ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ВНУТРЕННЕЙ ЭНЕРГИИ
2
Цель урока: Знать формулировку закона сохранения энергии и уметь применять его для решения задач.
3
Kакой буквой обозначают количество теплоты? A Q E Правильный ответ Q
4
Что нужно знать для расчёта Q? m c t Q=mct
5
Что такое t? t= tнач.-tкон. изменение температуры
6
Каким будет по знаку Q, е е е если тело получает некоторое количество теплоты? положительным
7
Каким будет по знаку Q, е е е если тело отдаёт некоторое количество теплоты? отрицательным
8
Какой буквой обозначается внутренняя энергия, а также её начальное и конечное значения? U U1 U2
9
Какой формулой связаны между собой изменение внутренней энергии U, работа (А) и количество теплоты (Q)? U=А+Q
10
Сосуд Дьюара Сосуд Дьюара Термос Термос Калориметр Калориметр
11
Задача: В калориметре находится холодная вода массой m 1 и с начальной температурой t 1. Добавим к ней горячую воду массой m 2, имеющей начальную температуру t 2. В результате теплообмена в калориметре установилась температура t. Определите количество теплоты отданное горячей водой ( Q отд ) и сравните его с количеством теплоты, полученным холодной водой( Q пол ). В калориметре находится холодная вода массой m 1 и с начальной температурой t 1. Добавим к ней горячую воду массой m 2, имеющей начальную температуру t 2. В результате теплообмена в калориметре установилась температура t. Определите количество теплоты отданное горячей водой ( Q отд ) и сравните его с количеством теплоты, полученным холодной водой( Q пол ).
12
Домашнее задание: §36 §36 Задача 152 Задача 152
13
ЧУТЬ — ЧУТЬ ПОДУМАЕМ? Вынутые из кипятка цилиндры из свинца и меди массой 1 кг каждый поместили на лед. Под каким из них растает больше льда? Какая из лунок (рис. 102) образовалась под свинцовым цилиндром, какая под медным? Вынутые из кипятка цилиндры из свинца и меди массой 1 кг каждый поместили на лед. Под каким из них растает больше льда? Какая из лунок (рис. 102) образовалась под свинцовым цилиндром, какая под медным?
14
1.Каким способом теплопередачи происходит нагревание воды на газовой плите? А) теплопроводностью Б) конвекцией В) излучением Правильный ответ Б
15
2.Благодаря какому способу теплопередачи можно погреться у костра? А) ТеплопроводностьТеплопроводность Б) КонвекцияКонвекция В) ИзлучениеИзлучение Правильный ответ В
16
3.Каким способом возможна теплопередача между телами разделёнными безвоздушным пространством? А) ТеплопроводностьюТеплопроводностью Б) Конвекцией В) Излучениемзлучением Правильный ответ В
17
4.В какой цвет окрашивают наружные поверхности самолётов, искусственных спутников Земли, воздушных шаров, чтобы избежать их перегрева? А) В темный цветВ темный цвет Б) В светлый серебристыйВ светлый серебристый Правильный ответ Б
18
5.Как называется явление передачи внутренней энергии от одной части тела к другой ? А) теплопередача Б) теплопроводность В) конвекция Правильный ответ Б
19
6.Какой вид теплопередачи не сопровождается переносом вещества? А)ТеплопроводностьТеплопроводность Б) КонвекцияКонвекция В) ИзлучениеИзлучение Правильный ответ А
20
8.Почему птицы в холодную погоду сидят нахохлившись?
21
9.Почему зимой, когда холодно, животные спят, свернувшись в клубок?
22
10.Какое значение имеют двойные рамы?
23
11.В каких условиях можно одеть теплый ватный халат зимой и летом?
24
12.Почему летом одевают светлую одежду, а не темную?
