1. Сталевому і мідному тягарцям однакової маси надали однакової кількості теплоти.
У якого тягария температура зміниться більше? 2. Визначити кількість теплоти, яку потрібно надати 300 г води, щоб нагріти її від
12°С до 22 °С.
3. Яку масу свинцю можна нагріти від 25°С до 125°С, передавши йому 240 кДж кількості теплоти?
4. У холодну воду, температура якої 10°С і маса 300 г, опускають мідний брусок, що
має температуру 100 °С. До якої температури нагріється вода, якщо маса бруска
2 кг?
Ответы
1. Температура зміниться більше у мідного тягаря, оскільки мідь має нижчу теплоємність порівняно зі сталлю.
2. Для розрахунку кількості теплоти, необхідної для нагрівання води, можна використовувати формулу Q = mcΔT, де Q – кількість теплоти, m – маса води, c – питома теплоємність води, ΔT – зміна температури. Питома теплоємність води становить близько 4.18 Дж/г·C. Підставивши значення формулу, отримаємо:
Q = 300 г * 4.18 Дж / г · ° C * (22 ° C - 12 ° C) = 300 г * 4.18 Дж / г · ° C * 10 ° C = 12540 Дж.
3. Для розрахунку маси свинцю можна використовувати формулу Q = mcΔT, де Q - кількість теплоти, m - маса свинцю, c - питома теплоємність свинцю, ΔT - зміна температури. Підставивши значення формулу, можна виразити масу свинцю:
240 кДж = m * 0.13 Дж/г·°C * (125 °C - 25 °C)
240000 Дж = m * 0.13 Дж/г·°C * 100 °C
m = 240000 Дж / (0.13 Дж/м·°C * 100 °C) ≈ 184615 г
4. Для розрахунку кінцевої температури води можна використовувати формулу Q1 + Q2 = 0, де Q1 - кількість теплоти передана воді, Q2 - кількість теплоти передана бруску міді. Підставивши значення можна розрахувати кінцеву температуру:
(300 г * c * (Tf - Ti)) + (2 кг * c * (Tf - 100 ° C)) = 0
(300 г * 4.18 Дж/м·°C * (Tf - 10 °C)) + (2 кг * 0.38 Дж/г·°C * (Tf - 100 °C)) = 0
Розв'язавши рівняння, знайдемо значення Tf.