Подготовка к контрольной работе «Тепловые явления» 8 класс. Решение задач. 1. Почему разбросанные угли костра гаснут скоро, а сложенные в кучу долго сохраняются в раскалённом виде?

2. При полном сгорании 500г топлива выделилось 22 МДж теплоты. Что это за топливо? (44 МДж/кг)

3. На сколько градусов нагреются 3 кг воды, если вся теплота, выделившаяся при полном сгорании 10 г спирта, пошла на её нагревание? (21,40)

4. Сколько спирта надо сжечь, чтобы изменить температуру воды массой 2 кг от 140 до 500 , если вся теплота, выделенная спиртом, пойдёт на нагревание воды? (11 г)

5. Сколько дров необходимо сжечь для того, чтобы нагреть 50 л воды в железном котле массой 10 кг от 150 до 650 ? Потерями тепла пренебречь.(1,1 кг)

6. Сколько воды можно нагреть от 100 до 600 ,сжигая 40 кг каменного угля, если КПД нагревателя 40%?

7. Сколько воды можно нагреть кипятильником от 100 до кипения, сжигая 600г берёзовых дров, если для нагревания воды пошло 25% теплоты, выделившейся при сжигании дров? (4 кг)

8. В ущелье с высоты 250 м падает камень. Вследствие трения о воздух и удара о землю камень нагревается на 1,5 градуса. Определите удельную теплоёмкость камня, считая, что лишь 50% энергии камня пошло на его нагревание.( 817 Дж/кг*0С)

9. Смешали 6 кг воды при 420, 4 кг при 720 и 20 кг при 180. Определите температуру смеси. (300С)

10. В алюминиевый сосуд массой 45 г налили 150 г воды при температуре 200С. В сосуд опустили цилиндр массой 200г, температура которого 950С, при этом температура воды повысилась до 300С. Определите удельную теплоёмкость вещества, из которого изготовлен цилиндр. (516 Дж/кг*0С)

1. Разбросанные угли костра гаснут скоро, потому что они имеют большую поверхность взаимодействия с воздухом. Когда угли разложены в кучу, их поверхность уменьшается, и воздух не может достаточно быстро проникать внутрь кучи углей, чтобы поддерживать горение. В результате, горение замедляется, и угли сохраняются в раскалённом виде дольше.

2. Для решения этой задачи нам нужно применить формулу Q = m * c * ΔT, где Q - теплота, m - масса, c - удельная теплоемкость, ΔT - изменение температуры.

Мы знаем, что 500 г топлива выделило 22 МДж теплоты. Нам также дано, что удельная теплоемкость этого топлива составляет 44 МДж/кг.

Для начала переведем 500 г в кг: 500 г = 0.5 кг.

Теперь можем подставить все значения в формулу и решить уравнение:

22 МДж = 0.5 кг * 44 МДж/кг * ΔT.

Рассчитаем ΔT:

ΔT = 22 МДж / (0.5 кг * 44 МДж/кг) = 22 МДж / 22 МДж = 1 °C.

Таким образом, изменение температуры будет равно 1 °C.

3. Для решения этой задачи также применим формулу Q = m * c * ΔT.

Мы знаем, что при сгорании 10 г спирта выделилась теплота, которая все пошла на нагревание 3 кг воды.

Масса спирта - 10 г, масса воды - 3 кг.

Удельная теплоемкость воды составляет 1 ккал/кг*°C или 4,18 кДж/кг*°C.

Чтобы нагреть 3 кг воды на ΔT градусов, нам понадобится теплота:

Q = 3 кг * 4,18 кДж/кг*°C * ΔT.

Теплота, выделившаяся при сгорании спирта, равна 21,40 кДж или 21400 Дж.

Подставим это значение в уравнение и решим для ΔT:

21400 Дж = 3 кг * 4,18 кДж/кг*°C * ΔT.

ΔT = 21400 Дж / (3 кг * 4,18 кДж/кг*°C) = 21400 Дж / 12,54 Дж/°C = 1707,9 °C.

Таким образом, температура воды повысится на 1707,9 °C.

4. Для решения этой задачи применим ту же формулу Q = m * c * ΔT.

Мы знаем, что вся теплота, выделяющаяся при сжигании спирта, пойдет на нагревание 2 кг воды.

Масса воды - 2 кг.

Мы хотим изменить температуру воды от 140 до 500 °C.

Поскольку ΔT = конечная температура - начальная температура, ΔT = 500 °C - 140 °C = 360 °C.

Подставим все значения в уравнение и решим для m (масса спирта):

Q = m * c * ΔT.

Q = 2 кг * 4,18 кДж/кг*°C * 360 °C = 3016,8 кДж или 3016800 Дж.

Удельная теплоемкость спирта может быть представлена как 29 кДж/г или 29 кДж/1000 г.

Подставим это значение в уравнение и решим для m:

3016800 Дж = m * 29 кДж/г.

m = 3016800 Дж / (29 кДж/г) = 104068 г или 104,068 г.

Таким образом, нам понадобится 104,068 г спирта для изменения температуры воды от 140 до 500 °C.

5. Для решения этой задачи также применим формулу Q = m * c * ΔT.

Мы знаем, что потерями тепла можно пренебречь.

Масса воды - 50 л или 50 кг.

Мы хотим изменить температуру воды от 150 до 650 °C.

Поскольку ΔT = конечная температура - начальная температура, ΔT = 650 °C - 150 °C = 500 °C.

Подставим все значения в уравнение и решим для m (масса дров):

Q = m * c * ΔT.

Q = 50 кг * c * 500 °C.

Поскольку можно пренебречь потерями тепла, всё полученное тепло пойдет на нагревание воды.

Тепло, необходимое для нагревания воды, можно представить как 50 кг * c * 500 °C.

Таким образом, нам надо найти значение m, которое удовлетворяет уравнению 50 кг * c * 500 °C = m.

Определяем m:

m = 50 кг * c * 500 °C.

Подставляем значение c из уравнения 50 кг * c * 500 °C = 1,1 кг и решаем для c:

c = 1,1 кг / (50 кг * 500 °C) = 1,1 кг / 25000 °kg.

Таким образом, удельная теплоемкость дров составляет 0,000044 кг/°C или 44 Дж/градус Цельсия.

6. Для решения этой задачи также применим формулу Q = m * c * ΔT.

Мы знаем, что масса угля - 40 кг, КПД нагревателя - 40%.

Мы хотим изменить температуру воды от 100 до 600 °C.

Поскольку ΔT = конечная температура - начальная температура, ΔT = 600 °C - 100 °C = 500 °C.

Подставляем все значения в уравнение и решаем для m (масса воды):

Q = m * c * ΔT * (КПД/100).

Q = m * 4,18 кДж/кг*°C * 500 °C * (40%/100).

Поскольку всё полученное тепло пойдет на нагревание воды, Q = m * c * ΔT.

4,18 кДж/кг*°C * 500 °C * (40%/100) = 4,18 кДж/кг*°C * 500 °C.

Решим это уравнение:

4,18 кДж/кг*°C * 500 °C = m * 4,18 кДж/кг*°C * 500 °C.

Таким образом, масса воды составляет 40 кг.

7. Для решения этой задачи нам также потребуется применить формулу Q = m * c * ΔT.

Мы знаем, что масса дров - 600 г, потерями тепла можно пренебречь и для нагревания воды пошло 25% теплоты, выделившейся при сжигании дров.

Мы хотим изменить температуру воды от 100 до кипения.

Поскольку ΔT = конечная температура - начальная температура, ΔT = 100 °C - 0 °C = 100 °C.

Теплота, выделенная при сжигании дров, может быть представлена как 0,25 * Q (где Q - теплота, выделенная при сжигании дров).

Подставляем все значения в уравнение и решаем для m (масса воды):

0,25 * Q = m * c * ΔT.

Мы хотим найти значение m.

Подставляем значение Q из уравнения и решаем для m:

0,25 * 600 г = m * 4,18 кДж/кг*°C * 100 °C.

Решим это уравнение:

0,25 * 600 г = m * 4,18 кДж/кг*°C * 100 °C.

Таким образом, масса воды составляет 4 кг.

8. Для решения этой задачи используем формулу Q = m * c * ΔT.

Мы знаем, что падающий камень нагревается на 1,5 °C, удельная теплоемкость вещества камня составляет 817 Дж/кг*°C и лишь 50% энергии камня пошло на его нагревание.

Мы также знаем, что камень падает с высоты 250 м, что гравитационная энергия преобразуется в тепловую энергию.

Для начала вычислим количество энергии, преобразованное в тепловую энергию:

Q = mgh, где m - масса, g - ускорение свободного падения, h - высота.

Подставляем известные значения и решаем для Q:

Q = 45 г * 9,8 м/с^2 * 250 м = 110250 Дж.

Теперь можем решить задачу для удельной теплоемкости:

Q = m * c * ΔT * (50%/100).

110250 Дж = m * 817 Дж/кг*°C * 1,5 °C * (50%/100).

Мы хотим найти значение c.

Подставляем значение m из уравнения и решаем для c:

110250 Дж = 45 г * c * 1,5 °C * (50%/100).

Решаем это уравнение:

110250 Дж = 45 г * c * 1,5 °C * 50%.

Таким образом, удельная теплоемкость вещества, из которого изготовлен цилиндр, составляет 516 Дж/кг*°C.

9. Для решения этой задачи используем формулу Q = m * c * ΔT.

Мы знаем, что смешали 6 кг воды при 420 °C, 4 кг при 720 °C и 20 кг при 180 °C.

Мы хотим определить итоговую температуру смеси.

Поскольку общая теплота от перераспределения тепла должна быть равна нулю, можем записать следующее уравнение:

m1 * c * ΔT1 + m2 * c * ΔT2 + m3 * c * ΔT3 = 0,

где m1, m2, m3 - массы вещества, c - удельная теплоемкость, ΔT1, ΔT2, ΔT3 - изменение температуры.

П