Физика 8 класс. Какое количество теплоты нужно сообщить 1 л воды, чтобы повысить её температуру на 10*С
Количетсво теплоты — это Q.
В этой задаче мы должны пользоваться формулой Q=cm(t1-t2), где с — удельная теплоемкость, m — масса, t1-t2 — разница между начальной температурой и конечной (в этой задаче разница — 10 градусов, значит, вместо t1-t2 пиши 10).
Числа, думаю, сама подставишь)
Q=cm(tH-tK).удельная теплоемкость воды (с воды) =4200 дж/кг * 1градус С
масса 1 л воды=1 кг. t=10 градусов С=>Q=4200*1kg*10=42000Дж
Какое количество теплоты нужно сообщить
Ответ: \(Q= 2300 кДж\)
2. Какое количество теплоты нужно для превращения в пар воды массой 2 кг, взятой при температуре кипения ? Удельная теплота парообразования воды \(L=2,3\cdot 10^6 \dfrac<Дж> <кг>\) Ответ дать в килоджоулях.
Показать ответ Показать решение Видеорешение
Ответ: \(Q=4600 кДж\)
\(Q=2,3\cdot 10^6 \dfrac<Дж> <кг>\cdot 2 кг\; =46\cdot 10^5 Дж\; = 4600 кДж\)
Ответ: \(Q= 4600 кДж\)
Какое количество теплоты выделяется в окружающую среду при конденсации водяного пара массой 2 кг ? Удельная теплота парообразования воды \(L=2,3\cdot 10^6 \dfrac<Дж> <кг>\) Ответ дать в килоджоулях.
Показать ответ Показать решение Видеорешение
Ответ: \(Q=4600 кДж\)
Конденсация это процесс перехода из газообразного состояния в жидкое
Конденсация сопровождается выделением тепла
\(Q=2,3\cdot 10^6 \dfrac<Дж> <кг>\cdot 2 кг\; =46\cdot 10^5 Дж\; = 4600 кДж\)
Ответ: \(Q= 4600 кДж\)
Какую массу воды, взятую при температуре кипения можно превратить в пар, если сообщить ей количество теплоты \(Q=1150 кДж \) ? Удельная теплота парообразования воды \(L=2,3\cdot 10^6 \dfrac<Дж> <кг>\)
Показать ответ Показать решение Видеорешение
Какую массу кипятка можно превратить в пар, если сообщить ему количество теплоты \(Q=575 кДж \) ? Удельная теплота парообразования воды \(L=2,3\cdot 10^6 \dfrac<Дж> <кг>\).
Показать ответ Показать решение Видеорешение
Какое количество теплоты необходимо для того , чтобы нагреть до температуры кипения и выпарить \(m=400 г \) воды, взятой при температуре \(t_1=40^0C \)?
Удельная теплоемкость воды \( c=4200\dfrac<Дж> <кг\cdot ^0C>\)
Удельная теплота парообразования воды \(L=2,3\cdot 10^6 \dfrac<Дж> <кг>\).
Ответ дать в килоджоулях.
Показать ответ Показать решение Видеорешение
\( Q=4200\dfrac<Дж> <кг\cdot ^0C>\cdot 0,4 кг \cdot (100^0C-40^0C)+2,3\cdot 10^6 \dfrac<Дж> <кг>\cdot 0,4 кг =1020800 Дж \)
\( Q= 1020800 Дж=1020,8 кДж \)
Какое количество теплоты необходимо для того , чтобы нагреть до температуры кипения и испарить \(m=2 г \) воды, взятой при температуре \(t_1=20^0C \)?
Удельная теплоемкость воды \( c=4200\dfrac<Дж> <кг\cdot ^0C>\)
Удельная теплота парообразования воды \(L=2,3\cdot 10^6 \dfrac<Дж> <кг>\).
Ответ дать в килоджоулях.
Показать ответ Показать решение Видеорешение
\( Q=4200\dfrac<Дж> <кг\cdot ^0C>\cdot 0,002 кг \cdot (100^0C-20^0C)+2,3\cdot 10^6 \dfrac<Дж> <кг>\cdot 0,002 кг =5272 Дж \)
\( Q= 5272 Дж=5,272 кДж \)
Репетитор по физике
Какое количество теплоты необходимо сообщить спирту массой \(m=500 г \) , взятому при температуре \(t_1=-22^0C \) , чтобы перевести его в газообразное состояние?
Удельная теплоемкость спирта \( c=2500\dfrac<Дж> <кг\cdot ^0C>\)
Удельная теплота парообразования спирта \(L=0,9\cdot 10^6 \dfrac<Дж> <кг>\).
Температура кипения спирта \(t_2=78^0C \)
Ответ дать в килоджоулях.
Показать ответ Показать решение Видеорешение
\( Q=2500\dfrac<Дж> <кг\cdot ^0C>\cdot 0,5 кг \cdot (78^0C-(-22^0C))+0,9\cdot 10^6 \dfrac<Дж> <кг>\cdot 0,5 кг =575000 Дж \)
\( Q= 575000 Дж=575 кДж \)
Какую массу воды, взятую при температуре \(t_1=40^0C \) можно превратить в пар, если сообщить ей количество теплоты \(Q=1020800 Дж \)? Удельная теплота парообразования воды \(L=2,3\cdot 10^6 \dfrac<Дж> <кг>\).
Удельная теплоемкость воды \( c=4200\dfrac<Дж> <кг\cdot ^0C>\)
Температура кипения воды \(t_2=100^0C \). Ответ дать в единицах СИ.
Показать ответ Показать решение Видеорешение
Дано:
\( Q=1020800 Дж \)
\(Q_1=cm(t_2-t_1) \;\;\;\;\; Нагрев\; воды \; до \; кипения \)
\(Q_2=L m \;\;\;\;\; Парообразование \)
Вынесем массу за скобки:
Сколько воды, взятой при температуре \(t_1=20^0C \) можно превратить в пар, если сообщить ей количество теплоты \(Q=5272 Дж \)? Удельная теплота парообразования воды \(L=2,3\cdot 10^6 \dfrac<Дж> <кг>\).
Удельная теплоемкость воды \( c=4200\dfrac<Дж> <кг\cdot ^0C>\)
Температура кипения воды \(t_2=100^0C \). Ответ дать в граммах.
Показать ответ Показать решение Видеорешение
\(Q_1=cm(t_2-t_1) \;\;\;\;\; Нагрев\; воды \; до \; кипения \)
\(Q_2=L m \;\;\;\;\; Парообразование \)
Вынесем массу за скобки:
Какую массу спирта, находящегося при температуре \(t_1=-22^0C \) можно перевести в газообразное состояние, если сообщить ему количество теплоты \(Q=575000 Дж \).
Удельная теплоемкость спирта \( c=2500\dfrac<Дж> <кг\cdot ^0C>\).
Удельная теплота парообразования спирта \(L=0,9\cdot 10^6 \dfrac<Дж> <кг>\).
Температура кипения спирта \(t_2=78^0C \). Ответ дать в системе СИ.
Показать ответ Показать решение Видеорешение
Дано:
\( Q=575000 Дж \)
\(Q_1=cm(t_2-t_1) \;\;\;\;\; Нагрев\; спирта \; до \; кипения \)
\(Q_2=L m \;\;\;\;\; Парообразование \)
Вынесем массу за скобки:
В алюминиевом чайнике массой \(m_ч=1 кг \) нагрели до кипения \(m_в=2 кг \) воды, причем \(m_<исп>=0,05кг\) воды испарилось, так как чайник был выключен не сразу. Какое количество теплоты было затрачено? Начальная температура воды \(t=10^0C \). Удельная теплоемкость алюминия \(c_а=920\dfrac<Дж><кг\cdot ^0C>\)
Удельная теплоемкость воды \( c_в=4200\dfrac<Дж> <кг\cdot ^0C>\)
Удельная теплота парообразования воды \(L=2,3\cdot 10^6 \dfrac<Дж> <кг>\).
Ответ дать в килоджоулях.
Показать ответ Показать решение Видеорешение
Ответ: \( Q= 953,8 кДж \)
\( Q_1= c_в m_в( t_2- t_1) \;\;\;\;\; \) Нагрев воды
\( Q_2= c_а m_ч( t_2- t_1) \;\;\;\;\; \) Нагрев чайника
\(Q=c_в m_в( t_2- t_1)+c_а m_ч( t_2- t_1)+ L m_ <исп>\)
\(Q=4200\dfrac<Дж> <кг\cdot ^0C>\cdot 2 кг \cdot(100^0C-10^0C)+920\dfrac<Дж> <кг\cdot ^0C>\cdot 1 кг \cdot(100^0C-10^0C)+2,3\cdot 10^6 \dfrac<Дж> <кг>\cdot 0,05кг=953800 Дж \)
Задачи на расчет количества теплоты с решениями
Есть тут те, кто хочет научиться решать задачи и щелкать их, как орешки? Наш совет: практикуйтесь с различными заданиями побольше! А мы поможем и в этой статье дадим вам несколько примеров решения задач на тему «расчет количества теплоты».
Подписывайтесь на наш телеграм-канал, чтобы не только решать задачи, но и просто быть в курсе актуальных новостей студенческой жизни.
Задачи на количество теплоты
Для начала, запомним, что количество теплоты обозначается буквой Q. Кроме того, не забываем держать под рукой общую памятку по решению физических задач и список полезных формул. Но сначала, конечно же, читаем теорию в старых советских учебниках или в нашем отдельном материале по термодинамике.
Задача №1. Нахождение количества теплоты
Условие
Водород массой 20 г был нагрет на 100 градусов Цельсия при постоянном давлении. Найти количество теплоты, переданное газу.
Решение
Будем использовать первое начало термодинамики, согласно которому:
Изменение внутренней энергии дельта U вычисляется по формуле (газ считаем двухатомным):
Работа газа при изобарном процессе равна:
Теперь можно вычислить количество теплоты:
Ответ: 29085 Дж.
Задача №2. Количество теплоты, пример цикла Карно
Условие
В ходе цикла Карно рабочее вещество совершает работу, равную 113333 Дж. Температуры нагревателя и холодильника соответственно равны 450 К и 280 К. Какое количество теплоты рабочее тело получает от нагревателя в ходе цикла?
Решение
По определению, КПД цикла Карно:
Ответ: 300 кДж.
Задача №3. Расчет количества теплоты, теплоемкость
Условие
Определить количество теплоты, необходимое для нагревания 4 литров воды в алюминиевой кастрюле массой 500 г от 30 градусов Цельсия до кипения.
Решение
Это типичная задача на вычисление количества теплоты. Искомое количество теплоты складывается из количества теплоты для нагревания кастрюли и количества теплоты, которое пойдет на нагревание воды. Запишем уравнение теплового баланса:
Запишем выражения для количества теплоты и массы воды:
Вычислим, пользуясь табличными значениями для теплоемкостей:
Ответ: 1380,8 кДж
Задача №4. Молярная теплоемкость вещества
Условие
Вычислить молярные теплоёмкости газа, масса киломоля которого равна M = 30 г/моль, а отношение теплоёмкостей (Cp/Cv) = γ = 1,4.
Решение
Молярная теплоёмкость газа при p = const находится из уравнения Майера:
Молярная теплоёмкость газа при V = const находится из выражения:
Первое выражение можно переписать в виде:
Здесь R – универсальная газовая постоянная, R=8,31 Дж/(К* моль).
Ответ: 29,085 Дж/(К*моль); 20,775 Дж/(К*моль).
Задача №5. Количество теплоты
Условие
На сколько градусов изменилась температура чугунной детали массой 12 кг, если при остывании она отдала 648 кДж теплоты?
Решение
Это простая задача, которая решается в одно действие:
Ответ: 100 градусов Цельсия.
Кстати! Для всех наших читателей действует скидка 10% на решение задач по физике на количество теплоты и любые другие виды работ.
Вопросы по теме «количество теплоты»
Вопрос 1. В чем измеряется количество теплоты?
Ответ. В системе СИ единицей измерения количества теплоты является 1 Джоуль.
Теплота – это мера энергии, которая передается при теплообмене, поэтому она измеряется в тех же единицах.
Существуют также внесистемные и широко применяемые единицы измерения количества теплоты:
- калория;
- килокалория.
1 калория равна 4,19 Дж.
Объясним на примере, как рассчитывают количество теплоты. Допустим, есть брусок из какого-то вещества, который нагревают от температуры Т1 до температуры Т2. Количество теплоты, которое для этого нужно, можно определить по формуле:
Здесь с – удельная теплоемкость вещества
Вопрос 2. Что такое теплоемкость?
Ответ. По определению:
Теплоемкость – это скалярная физическая величина, которая показывает, какое количество теплоты нужно сообщить телу, чтобы нагреть его на один градус.
Удельная теплоемкость – это теплоемкость, отнесенная к единице массы. Именно значения удельной теплоемкости указаны в таблицах. Например, удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/(К*кг). Это значит, что для нагрева одного килограмма воды на один градус понадобится 4200 Джоулей.
Вопрос 3. Какие есть единицы измерения температуры?
Ответ. В системе СИ температура измеряется в Кельвинах. В быту мы привыкли к шкале Цельсия, которая наряду со шкалой Кельвина применяется в системе СИ. Также широко известна температурная шкала Фаренгейта, используемая в Англии и США.
Связь между температурой в Кельвинах и Цельсиях можно выразить формулой:
Температура кипения воды по шкале Фаренгейта равна 212 градусам, а лед тает при 32 градусах по Фаренгейту. Один градус Фаренгейта равен 1/180 разности этих температур.
Вопрос 4. Дайте определение температуры:
Ответ. Температура – это физическая величина, характеристика термодинамической системы, описывающая степень нагретости тел.
Вопрос 5. Какие виды теплопередачи вы знаете?
Ответ. Есть следующие виды теплопередачи:
- Теплопроводность – переход теплоты от более нагретых участков твердых тел к более холодным.
- Конвекция – передача теплоты потоками газа или жидкости.
- Излучение – теплота передается посредством электромагнитных волн.
Кстати, если у вас есть какой-то вопрос, вы всегда можете задать его в комментариях или обратиться за помощью к специалистам профессионального студенческого сервиса, которые всегда смогут вычислить удельную теплоемкость и рассчитать количество теплоты при теплообмене.
Задачи на количество теплоты с решениями
Формулы, используемые на уроках «Задачи на количество теплоты, удельную теплоемкость».
Название величины
Обозначение
Единица измерения
Формула
Масса
Температура
Удельная теплоемкость
Количество теплоты
1 г = 0,001 кг; 1 т = 1000 кг; 1 кДж = 1000 Дж; 1 МДж = 1000000 Дж
ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
Задача № 1. В железный котёл массой 5 кг налита вода массой 10 кг. Какое количество теплоты нужно передать котлу с водой для изменения их температуры от 10 до 100 °С?
При решении задачи нужно учесть, что оба тела — и котёл, и вода — будут нагреваться вместе. Между ними происходит теплообмен. Их температуры можно считать одинаковыми, т. е. температура котла и воды изменяется на 100 °С — 10 °С = 90 °С. Но количества теплоты, полученные котлом и водой, не будут одинаковыми. Ведь их массы и удельные теплоёмкости различны.
Задача № 2. Смешали воду массой 0,8 кг, имеющую температуру 25 °С, и воду при температуре 100 °С массой 0,2 кг. Температуру полученной смеси измерили, и она оказалась равной 40 °С. Вычислите, какое количество теплоты отдала горячая вода при остывании и получила холодная вода при нагревании. Сравните эти количества теплоты.
Задача № 3. Стальная деталь массой 3 кг нагрелась от 25 до 45 °С. Какое количество теплоты было израсходовано?
Задача № 4. В сосуде содержится 3 л воды при температуре 20 °С. Сколько воды при температуре 45 °С надо добавить в сосуд, чтобы в нём установилась температура 30 °С? Необходимый свободный объём в сосуде имеется. Теплообменом с окружающей средой пренебречь
Задача № 5. На сколько градусов изменилась температура чугунной детали массой 12 кг, если при остывании она отдала 648000 Дж теплоты?
Задача № 6. По графику определите удельную теплоёмкость образца, если его масса 50 г.
Задача № 7. Для нагревания медного бруска массой 3 кг от 20 до 30 °С потребовалось 12000 Дж теплоты. Какова удельная теплоемкость меди?
Задача № 8. Нагретый камень массой 5 кг, охлаждаясь в воде на 1 °С, передает ей 2,1 кДж энергии. Чему равна удельная теплоемкость камня?
Задача № 9. Какое количество теплоты потребуется для нагревания на 1 °С воды объемом 0,5 л; олова массой 500 г; серебра объемом 2 см3; стали объемом 0,5 м3; латуни массой 0,2 т?
Задача № 10. Какое количество теплоты получили алюминиевая кастрюля массой 200 г и находящаяся в ней вода объемом 1,5 л при нагревании от 20 °С до кипения при температуре 100 °С?
Задача № 11. а) Воздух, заполняющий объем 0,5 л в цилиндре с легким поршнем, нагрели от 0 до 30 °С при постоянном атмосферном давлении. Какое количество теплоты получил воздух? б) В порожнем закрытом металлическом баке вместимостью 60 м3 под действием солнечного излучения воздух нагрелся от 0 до 20 °С. Как и на сколько изменилась внутренняя энергия воздуха в баке? (Удельная теплоемкость воздуха при постоянном объеме равна 720 Дж/кг-°С.)
Задача № 12. ОГЭ Металлический цилиндр массой m = 60 г нагрели в кипятке до температуры t = 100 °С и опустили в воду, масса которой mв = 300 г, а температура tв = 24 °С. Температура воды и цилиндра стала равной Θ = 27 °С. Найти удельную теплоёмкость металла, из которого изготовлен цилиндр. Удельная теплоёмкость воды св = 4200 Дж/(кг К).
Краткая теория для решения Задачи на количество теплоты.
