Методическая разработка для аудиторной работы №2-8 по теме

«Количество теплоты при нагревании и охлаждении».

1. Нагретый камень массой m=5 кг, охлаждаясь в воде на 1^оС, передаёт ей Q=2,1 кДж тепла. Чему равна теплоёмкость камня? Удельная теплоёмкость?

2. Воду и свинец равных масс нагрели от 0^оС до 100^оС. Постройте график зависимости температуры от времени, если мощность горелки оставалась постоянной.

3. Воду массой m₁=2кг и m₂=4кг нагревают от t₁=0 ^оС до t₂=100 ^оС. Построить график зависимости температуры воды от полученного количества теплоты.

4. Какое количество теплоты пойдёт на нагревание воды от t₁=15 ^оС до t₂=25 ^оС в бассейне, длина которого l=100м, ширина b=6м и глубина h=2м?

5. С какой высоты должна упасть капля воды, чтобы при ударе о землю она нагрелась на 1^оС? Потерями энергии пренебречь.

6. На нагревание кирпича массой m=4 кг на 13,2 ⁰С затрачено такое же количество теплоты, как и на нагревание воды той же массы на3 ^оС. Определите удельную теплоемкость кирпича c_к.

7. Паровой молот массой М=10т падает с высоты h=2,5 м на железную болванку массой m=200кг. Сколько раз N он должен упасть, чтобы температура болванки поднялась на 40^оС? На нагревание болванки идёт 60% энергии, выделенной при ударах.

8. Стальной боек (ударная часть пневматического молотка) массой m=1,2 кг во время работы в течение 1,5 мин нагрелся на 20 ^оС. Полагая, что на нагревание бойка пошло 49% всей энергии молотка, определите затраченную работу А и мощность N, развиваемую при этом.

Домашнее задание №2-8 по теме

«Количество теплоты при нагревании и охлаждении».

1. Если прогретые в кипящей воде цилиндры из свинца, олова и стали массой 1 кг поставить на лед, то они охладятся, и часть льда под ними растает. Как изменится внутренняя энергия цилиндров? Под каким из цилиндров растает больше льда, под каким - меньше? Какая из лунок (рис. 1) образовалась под свинцовым цилиндром, какая под стальным?

2. На одинаковых горелках нагревались вода, медь и железо равной массы. Укажите, какой график (рис. 2) построен для воды, какой - для меди и какой - для железа. (При построении графика потери некоторого количества теплоты в окружающее пространство не учитывать.)

3. Какое количество теплоты Q отдаст стакан кипятка

V=250см³, остывая до температуры t₂=14^оС?

4. В алюминиевой кастрюле, масса которой m=800г, нагрели V=5 л воды от t₁=10^оС до кипения. Какое количество теплоты Q получили кастрюля и вода, если при нагревании атмосферное давление равнялось 760 мм рт.ст.?

5. Рассчитайте, какое количество теплоты Q отдаст кирпичная печь, сложенная из N=300 кирпичей, при остывании от t₁=70 ^оС до t₂=20^оС. Масса одного кирпича равна m₁=5 кг.

6. Было установлено, что при работе машины внутренняя энергия одной из алюминиевых деталей массой m_а=2 кг повысилась на столько, на сколько увеличилась внутренняя энергия воды массой m_в=800 г при нагревании ее от t₁=0 ^оС до t₂=100 ^оС. По этим данным определите, на сколько градусов повысилась температура детали.

Основные понятия, формулы.

1. Количество теплоты Q (Дж) - энергия, переданная в результате теплообмена данного тела с внешними телами без совершения работы. Q>0, если тело получает количество теплоты, Q<0, если тело отдает.

2. Если в процессе теплообмена не происходит изменений агрегатного состояния вещества, то оказывается, что полученное телом количество теплоты Q пропорционально массе тела m и разности температур Δt = t₂ - t₁ где t_l - начальная температура, а t₂ - конечная.

Q= cmΔt=cm(t₂ - t₁), где с -удельная теплоёмкость данного вещества.

3. Теплоемкость

а) Удельная теплоемкость - физическая величина, характеризующая вещество и показывающая какое количество теплоты необходимо для нагревания одного килограмма вещества на один градус Цельсия ( Дж/кг^.оС ),

б) Теплоемкость тела - физическая величина, характеризующая тело и показывающая какое количество теплоты необходимо для нагревания всего тела данной массы на один градус Цельсия ( Дж/^оС ), .

4. Таблица тепловых свойств некоторых веществ.

Ответы.

1. Первая -свинец, вторая - сталь. 4. 1954800Дж.

2. 1-вода, 2-железо, 3 -медь. 5. -66^.10⁶Дж

3. -90300Дж. 6. 187^оС

Домашнее задание №2-8 по теме

«Количество теплоты при нагревании и охлаждении».

1. Если прогретые в кипящей воде цилиндры из свинца, олова и стали массой 1 кг поставить на лед, то они охладятся, и часть льда под ними растает. Как изменится внутренняя энергия цилиндров? Под каким из цилиндров растает больше льда, под каким - меньше? Какая из лунок (рис. 1) образовалась под свинцовым цилиндром, какая под стальным?

2. На одинаковых горелках нагревались вода, медь и железо равной массы. Укажите, какой график (рис. 2) построен для воды, какой - для меди и какой - для железа. (При построении графика потери некоторого количества теплоты в окружающее пространство не учитывать.)

3. Какое количество теплоты Q отдаст стакан кипятка

V=250см³, остывая до температуры t₂=14^оС?

4. В алюминиевой кастрюле, масса которой m=800г, нагрели V=5 л воды от t₁=10^оС до кипения. Какое количество теплоты Q получили кастрюля и вода, если при нагревании атмосферное давление равнялось 760 мм рт.ст.?

5. Рассчитайте, какое количество теплоты Q отдаст кирпичная печь, сложенная из N=300 кирпичей, при остывании от t₁=70 ^оС до t₂=20^оС. Масса одного кирпича равна m₁=5 кг.

6. Было установлено, что при работе машины внутренняя энергия одной из алюминиевых деталей массой m_а=2 кг повысилась на столько, на сколько увеличилась внутренняя энергия воды массой m_в=800 г при нагревании ее от t₁=0 ^оС до t₂=100 ^оС. По этим данным определите, на сколько градусов повысилась температура детали.

Основные понятия, формулы.

1. Количество теплоты Q (Дж) - энергия, переданная в результате теплообмена данного тела с внешними телами без совершения работы. Q>0, если тело получает количество теплоты, Q<0, если тело отдает.

2. Если в процессе теплообмена не происходит изменений агрегатного состояния вещества, то оказывается, что полученное телом количество теплоты Q пропорционально массе тела m и разности температур Δt = t₂ - t₁ где t_l - начальная температура, а t₂ - конечная.

Q= cmΔt=cm(t₂ - t₁), где с -удельная теплоёмкость данного вещества.

3. Теплоемкость

а) Удельная теплоемкость - физическая величина, характеризующая вещество и показывающая какое количество теплоты необходимо для нагревания одного килограмма вещества на один градус Цельсия ( Дж/кг^.оС ),

б) Теплоемкость тела - физическая величина, характеризующая тело и показывающая какое количество теплоты необходимо для нагревания всего тела данной массы на один градус Цельсия ( Дж/^оС ), .

4. Таблица тепловых свойств некоторых веществ.

Ответы.

1. Первая -свинец, вторая - сталь. 4. 1954800Дж.

2. 1-вода, 2-железо, 3 -медь. 5. -66^.10⁶Дж

3. -90300Дж. 6. 187^оС