1. Домашні завдання
  2. 8 клас
  3. Фізика
  4. Бар’яхтар

Вправа 8

3. Сталеву ложку масою 40 г нагріли в окропі (у воді за температури 100 °С). Яка кількість теплоти пішла на нагрівання ложки, якщо її температура збільшилася від 20 до 80 °С?

Дано:

Розв'язання:

m = 40 г = 0,4 кг
t1 = 20 ºC
t2 = 80 ºC

Користуємося формулою для розрахунку кількості теплоти, необхідної для нагрівання речовини:

Qcmt, де △t = t– t1.

Питому теплоємність сталі знайдемо з таблиці:

c = 500 Дж ;
кг · ºС
[Q] =  Дж · кг · ºС  = [Дж];
кг · ºС

Q — ?

Q = 500 · 0,04 · (80 – 20) = 1200 (Дж) = 1,2 (кДж).

Відповідь: 1,2 кДж теплоти пішло на нагрівання ложки. 

4. Для нагрівання на 160 °С деталі масою 250 г було передано 20 кДж теплоти. З якого матеріалу виготовлена деталь?

Дано:

Розв'язання:

t = 160 ºC
m = 250 г = 0,25 кг
Q = 20 кДЖ = 20 000 Дж

Користуємося формулою для розрахунку питомої теплоємності:

c Q ;
mt
[c] =  Дж  ;
кг · ºС
c =  20 000 = 500 ( Дж ).
0,25 · 160 кг · ºС

c — ?

За таблицею питомої теплоємності деяких речовин з'ясовуємо, що тіло виготовлене із сталі.

Відповідь: ймовірно, деталь сталева. 

6. В алюмінієвій каструлі масою 500 г нагріли 1,5 кг води від 20 °С до кипіння. Яку кількість теплоти передано каструлі з водою?

Дано:

Розв'язання:

m1 = 500 г = 0,5 кг
m2 = 1,5 кг
t1 = 20 ºC
t2 = 100 ºC

В процесі нагрівання теплоту будуть отримувати обидва тіла, тому:

Q = Q1 + Q2,

де Q1 = c1m1(t2t1) — кількість теплоти, необхідна для нагрівання каструлі;
Q2 = c2m2(t2t1) — кількість теплоти, необхідна для нагрівання води.
Значення питомої теплоємності знаходимо з таблиці:

c1 = 900 Дж ;
кг · ºС
 
c2 = 4200 Дж .
кг · ºС

Q — ?

Qc1m1(t2t1) + c2m2(t2t1);

[Q] =  Дж · кг · ºС  = Дж;
кг · ºС

Q = 920 · 0,5 · (100 – 20) + 4200 · 1,5(100 – 20) = 540 800 (Дж) = 540,87 (кДж).

Відповідь: передано 540,8 кДж теплоти. 

7. На яку висоту можна підняти вантаж масою 2 т, якщо вдалося б використати всю енергію, що звільняється під час остигання 0,5 л води від 100 до 0 °С ?

Дано:

Розв'язання:

m = 2 т = 2000 кг
V = 0,5 л = 0,0005 м3
t1 = 100 ºC
t2 = 0 ºC

Користуємося формулою для розрахунку кількості теплоти при охолодженні тіла:

Q = cm1(t1t2), де m1 = ρV — маса води.

Густину води та її пимтому теплоємність знайдемо з таблиці:

ρ = 1000 кг ;
м3
 
c = 4200 Дж .
кг · ºС

h — ?

Для знаходження висоти підйому скористуємося формулою для потенціальної енергії тіла, піднятого над землею:

E = mgh, де g = 9,8 Н/кг — стала величина.

За умовами задачі Q = E, отже, cρV(t1t2) = mgh, звідси:

h cρV(t1t2) ;
mg
[h] =  Дж · кг · м3 · °С · кг  =  Дж  =  Н · м  = м.
кг · °С · м3 · кг · Н Н Н
 
h =  4200 · 1000 · 0,0005 · (100 – 0)  = 10,5 (м).
2000 · 9,8

Відповідь: можна підняти вантаж на висоту 10,5 м.