Фізика 8 клас збірник задач - Леонід Кирик - 2016

ТЕПЛОВІ ЯВИЩА

5. Кількість теплоти. Питома теплоємність

Шилом моря не нагрієш.

Українське прислів’я

Приклад розв’язування задачі

В алюмінієвий калориметр масою 100 г налили 100 г води з температурою 20 °С й опустили нагрітий брусок масою 150 г, температура якого 80 °С. Після встановлення теплової рівноваги температура в калориметрі становила 27 °С. Визначте питому теплоємність бруска.

Дано:

Розв’язання

Позначимо як Q1 і Q2 кількість теплоти, отриманої калориметром і водою відповідно, а як Q3 — кількість теплоти, відданої гарячим тілом.

Рівняння теплового балансу має вигляд:

Q1 + Q2 + Q3 = 0.

Або:

Звідси отримуємо:

Таким чином:

Перевіримо одиниці величин:

Обчислимо питому теплоємність бруска:

Відповідь.

Усна розминка

5.1. Для чого необхідна більша кількість теплоти — для нагрівання на 1 °С склянки води чи чайника води?

5.2. Для чого необхідна більша кількість теплоти — для нагрівання на 1 °С 200 г води чи 200 г алюмінію?

5.3. Яка кількість теплоти необхідна для нагрівання на 1 °С одного кілограма міді; води; свинцю?

5.4. Що характеризує питома теплоємність: тіло чи речовину?

5.5. Питома теплоємність алюмінію становить Що це означає?

5.6. На що витрачається більше енергії: на нагрівання води чи алюмінієвого чайника, якщо їхні маси однакові?

5.7. Сталевому й мідному тягарцям однакової маси передали однакову кількість теплоти. У якого тягарця температура зміниться більше?

5.8. Яка кількість теплоти необхідна для нагрівання на 1 °С мідного бруска масою 2 кг?

Перший рівень

5.9. Чому сонячні промені нагрівають річки й озера повільніше, ніж суходіл?

5.10. Чому близькість водоймищ впливає на температуру повітря?

5.11. Чому найчастіше в системах опалення для охолодження двигунів використовують воду?

5.12. Якою є питома теплоємність речовини, якщо для нагрівання 1 кг цієї речовини на 5 °С необхідна кількість теплоти 650 Дж?

5.13. Якою кількістю теплоти можна нагріти 200 г води від 20 °С до 50 °С?

5.14. Яку масу води можна нагріти на 10 °С 1 кДж теплоти?

5.15. На скільки градусів нагріється срібна ложка масою 50 г, отримавши від нагрівача 120 Дж теплоти?

5.16. Щоб нагріти 100 г алюмінію на 90 °С, необхідно 8,1 кДж теплоти. Обчисліть питому теплоємність алюмінію.

5.17. Під час охолоджування мідного паяльника масою 200 г до температури 20 °С виділилося 30,4 кДж енергії. Визначте початкову температуру паяльника.

5.18. До якої температури можна нагріти 500 г води, передавши їй 84 кДж теплоти? Початкова температура води 20 °С.

Другий рівень

5.19. У якому випадку гаряча вода в склянці охолоне більше: якщо в склянку опустити срібну чи алюмінієву ложку однакової маси?

5.20. Залізні печі швидше нагрівають кімнату, ніж цегляні, але не так довго залишаються теплими. Чому?

5.21. Чому швидше прогрівається ґрунт до дощу, ніж після нього?

5.22. Тепла течія Гольфстрім омиває Кольський півострів, пом’якшуючи заполярний клімат і створюючи унікальні кліматичні зони. Якою властивістю води можна пояснити вплив Гольфстріму на температуру повітря? У який спосіб материк отримує теплоту від цієї течії?

5.23. Чому клімат островів помірніший, ніж клімат великих материків?

5.24. Чим пояснити, те, що в пустелях дуже великі добові перепади температур?

5.25. Яка кількість теплоти необхідна для нагрівання повітря в кімнаті розміром 5 х 4 х 3 м від 4 °С до 20 °С?

5.26. Яка кількість теплоти необхідна для того, щоб довести до температури кипіння 2 л води в алюмінієвому чайнику масою 700 г? Початкова температура води 20 °С.

5.27. Алюмінієва каструля масою 1,5 кг містить 800 г води за кімнатної температури (20 °С). Скільки окропу1 потрібно долити в каструлю, щоб отримати воду з температурою 45 °С?

5.28. Визначте температуру води, якщо змішати 100 г окропу й 100 г води, взятої за температури 20 °С.

5.29. На нагрівання цеглини масою 4 кг на 63 °С витрачено таку саму кількість теплоти, як і на нагрівання води тієї самої маси на 13,2 °С. Визначте питому теплоємність цеглини.

5.30. У мідний калориметр масою 100 г налили 740 г води за температури 15 °С. У цей калориметр опустили брусок масою 200 г, нагрітий в окропі. Після встановлення теплової рівноваги температура в калориметрі підвищилася до 17 °С. Якою є питома теплоємність бруска?

Третій рівень

5.31. Чому клімат, для якого характерні різкі перепади температури (денної та нічної, літньої та зимової), називають різко континентальним?

5.32. Дві однакові сталеві кульки нагріли до однакової температури, опустили: одну — в склянку з водою, другу — в склянку з такою самою кількістю гасу. Яка рідина нагріється до вищої температури? Чому?

5.33. В алюмінієвому чайнику нагріли воду. Укажіть, який із графіків залежності кількості теплоти Q, отриманої чайником і водою, від часу нагрівання t побудували для води, а який — для чайника. Втратами енергії знехтуйте.

5.34. На однакових пальниках нагрівали мідний і залізний бруски однакової маси. Укажіть, який графік побудовано для міді, а який — для заліза. Втратами енергії знехтуйте.

5.35. У посудину з холодною водою опустили три бруски (чавунний, мідний і свинцевий), що мають однакові маси й нагріті до тієї самої температури. Чи однаковими є температури брусків після охолодження? Чи однаковими є кількості теплоти, які бруски віддали воді?

5.36. В алюмінієвий калориметр, у якому було 200 г води за температури 10 °С, поклали мідний брусок масою 150 г, температура якого 100 °С. Визначте температуру води після встановлення теплової рівноваги. Маса калориметра дорівнює 100 г.

5.37. Температура холодної води у водогоні дорівнює 12 °С, а гарячої — 70 °С. Скільки холодної й гарячої води потрібно, щоб наповнити ванну водою за температури 37 °С? Маса води у ванні дорівнює 150 кг.

5.38. Скільки потрібно змішати гарячої води, що має температуру 90 °С, й холодної, що має температуру 10 °С, щоб отримати 100 кг води за температури 30 °С?

5.39. У 200 г води за температури 20 °С поміщають залізну деталь масою 300 г, що має температуру 10 °С, і мідну пластинку масою 400 г за температури 25 °С. Знайдіть температуру води і тіла, яка встановиться.

5.40. Тіло, нагріте до 100 °С, опустили у воду, що має температуру 10 °С. Через деякий час установилася загальна температура 40 °С. Якою буде температура води, якщо, не виймаючи першого тіла, в неї опустити ще одне таке саме тіло, нагріте до 100 °С?

_______________________________

3 Окріп — вода, що кипить.





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити