Какое количество теплоты выделилось при остывании воды 250 г: Какое количество теплоты выделилось при остывании 250 г воды от 90 °С до 40 °С?

Контрольная работа №1 по теме «Расчет количества теплоты» ( 8 класс)

Урок 11. Контрольная работа №1 по теме «Расчет количества теплоты»

Цель: проверить степень усвоения знаний, умений и навыков учащихся по теме «Расчёт количества теплоты»

Задачи:

1.  Проверить уровень усвоения понятий: нагревание, охлаждение, удельная теплоёмкость вещества, удельная теплота сгорания топлива.

2.  Определить уровень сформированности умений учащихся анализировать физическую ситуацию, записывать данные используя обозначения физических величин, выполнять перевод единиц, применять формулы для вычислений искомых физических величин.

3.  Оценить навыки учащихся при работе с таблицами «Удельная теплоёмкость вещества», «Удельная теплота сгорания топлива»

Ход урока.

1. Организационный момент. Приветствие. Выявление отсутствующих. Проверка готовности к контрольной работе (наличие тетради, ручки, калькулятора).

2. Выполнение контрольной работы.

Раздается учащимся контрольная работа из КИМ (4 варианта). В тетрадях записывают дату, тему контрольной работы.

А.Е.Марон, Е.А. Марон Контрольные и самостоятельные работы по физике 8 класс: к учебнику А.В. Перышкина. Физика

Критерии оценивания:

Контрольная работа состоит из 4 вариантов. Каждый вариант содержит блоки задач разных уровней сложности, которые отделены друг от друга чертой. Первый и второй уровни сложности (I и II) соответствуют требованиям обязательного минимума содержания физического образования в основной школе, третий (III) уровень предусматривает углублённое изучение физики. Поэтому, для того чтобы получить оценку «отлично» учащимся предлагается выполнить все задачи из I уровня и две (выбрать любые) из II уровня сложности.

Задания из III уровня сложности являются не обязательными, но могут выбираться учащимися по желанию.

Работа оценивается отметкой «4». если выполнен правильно весь I уровень и одна задача из блока задач второго уровня сложности. 7)

_____________________________________________________________________________

4. Для нагревания 400 г свинца от 25 до 45 ºС требуется количество теплоты 1120 Дж. Определите удельную теплоемкость свинца. ( 140Дж/кг*С)

5. Какое количество теплоты потребуется для того, чтобы в алюминиевом чайнике массой 700 г вскипятить 2 кг воды? Начальная температура воды 20 ºС. ( 723520 Дж).

6. На сколько градусов нагреется 4 кг воды при сжигании 30 г каменного угля, если считать, что вся энергия, выделенная при сгорании угля, пойдет на нагревание воды?

( 48, 2 С)

_____________________________________________________________________________

Контрольная работа №1 по теме «Расчет количества теплоты»

Вариант 2

1. Какое количество теплоты требуется для нагревания кирпича массой 4 кг от 15 до 30 ºС? ( 52 800 Дж)

2. Какое количество теплоты отдал окружающей среде кипяток массой 3 кг при остывании до 50 ºС? ( 630 000 Дж)

3. Сколько энергии выделится при полном сгорании 4 т каменного угля? ( 108Гдж)

____________________________________________________________________________

4. Воду какой массы можно нагреть от 0 до 60 ºС, сообщив ей количество теплоты 500 кДж? ( 1,98 кг)

5. Определите, какое количество теплоты потребуется для нагревания смеси из 300 г воды и 50 г спирта от 20 до 70 ºС. ( 69250 Дж)

6. Сколько граммов спирта потребуется, чтобы нагреть до кипения 3 кг воды, взятой при температуре 20 ºС? Потерями тепла пренебречь. ( 37,3 г)

_____________________________________________________________________________

Контрольная работа №1 по теме «Расчет количества теплоты»

Вариант 3

1. При обработке алюминиевой детали на станке температура её повысилась от 20 до 420 ºС. На сколько при этом изменилась внутренняя энергия детали, если её масса 500 г? ( 184000 Дж).

2. Какое количество теплоты выделится при охлаждении на 80 ºС свинцовой детали массой 400 г? ( 4 480 Дж). 7)

_____________________________________________________________________________

4. На сколько градусов охладится 40 г льда, если он при этом отдает количество теплоты 500 Дж? ( 5,95 С)

5. Алюминиевая кастрюля массой 250 г вмещает 2 кг молока. Какое количество теплоты требуется для нагревания в этой кастрюле молока от 15 до 100 ºС? Удельная теплоемкость молока = 3900 Дж\кг*С. ( 682550 Дж).

6. Рассчитайте массу керосина, который потребуется сжечь для того, чтобы нагреть 10 кг воды от 10 до 80 ºС, если вся энергия, выделенная при сгорании керосина, пойдет на нагрев воды. ( 0,64 кг)

_____________________________________________________________________________

Контрольная работа №1 по теме «Расчет количества теплоты»

Вариант 4

1. Какое количество теплоты выделяется при остывании 3 т чугуна на 100 ºС? ( 162 МДж)

2. Какое количество теплоты необходимо для нагревания от 10 до 40 ºС латунной гири массой100 г?

3. Определите количество теплоты, выделяющееся при сжигании 50 кг дров.

_____________________________________________________________________________

4. Сколько граммов стали можно нагреть на 20 ºС, сообщив ей количество теплоты 1500 Дж?

5. В железный душевой бак, масса которого 60 кг, налили холодной воды массой 100 кг. Под действием солнечного излучения температура воды повысилась от 4 до 30 ºС. Какое количество теплоты получили баки вода?

6. Воду какой массы можно нагреть от 30 ºС до кипения, израсходовав 2 кг дров? Потерями тепла пренебречь.

Контрольные работы — персональный сайт учителей физики Гаряева АВ и Калинина ИЮ

Вариант №1

1.При трении головки спички о коробок, спичка воспламеняется. Объясните явление.

2.Какое количество теплоты отдаст стакан горячего (90⁰С) чая, остывая до комнатной температуры (20⁰С)? Массу чая принять равной 200 г.

3.Зачем в южных широтах нашей Родины местные жители во время сильной жары носят шапки-папахи и ватные халаты?

4.Сколько теплоты выделится при полном сгорании сухих березовых дров объемом 5 м³?

5.Вода в двух непрозрачных сосудах в начале находилась при одной и той же температуре, отмеченной на рисунке пунктиром. Затем сосудам были сообщены равные количества теплоты. Температура воды в них повысилась. Определите, в каком из сосудов (№1 или №2) воды больше и во сколько раз?

———————————————————————————————————————————

Вариант №2

1.Если трубу поднести к пламени так, как показано на рисунке а, то пламя разгорается сильнее, а если поставить, как на рисунке

б, то пламя гаснет. Объясните почему.

2.Какое количество теплоты потребуется для нагревания латуни массой 250 г от 20 до 620⁰С?

3.Когда парусным судам удобнее входить в гавань – днем или ночью?

4. Самолеты А и Б, равные по массе, летят с одинаковой скоростью, но А выше, чем Б. Одинаковой ли внутренней энергией они обладают?

5.Как надо понимать, что удельная теплоемкость цинка 380 Дж/кг ∙⁰С?

—————————————————————————————————————————-

Вариант №3

1.Чай сохраняют горячим в термосе. Можно ли в термосе сохранить холодным взятый из холодильника морс?

2.Почему малая удельная теплоемкость ртути по сравнению с удельными теплоемкостями других жидкостей является одним из преимуществ ртути для применения ее в термометрах?

3.На что больше расходуется энергии: на нагревание чугунного горшка или воды, налитой в него, если их масса одинакова?

4.Сколько теплоты пошло на нагревание масла, налитого в мензурку, если его начальная температура была 10⁰С? Ответ выразите в джоулях.

5.Троллейбус затормозил и остановился. В какой вид энергии превратилась кинетическая энергия троллейбуса?

———————————————————————————————————————————

Вариант №4

1. Какое количество теплоты выделится при полном сгорании 100 г спирта?

2.Два одинаковых стальных шарика упали с одной и той же высоты. Первый упал в мягкий вязкий грунт, а второй, ударившись о камень, отскочил и был пойман рукой на некоторой высоте. У какого шарика энергия изменилась больше?

3.Какое количество теплоты отдаст кирпичная печь массой 0,3 т, если она охладится на 20 ⁰С?

4.Необходимо быстрее охладить воду, налитую в бак. Что лучше сделать – поставить бак на лед или положить лед на крышку бака?

5.В каком из сосудов (№1 или №2) газ обладает большей внутренней энергией, если известно, что масса газа одинакова? Почему? Какая часть внутренней энергии (энергия движения частиц или энергия их взаимодействия) играют в данном случае главную роль при сравнении?

———————————————————————————————————————————-

Вариант №5

1.Один лист бумаги поднесен к свече с боку (рис. а), а другой – на такое же расстояние сверху (рис. б). Почему первый из этих листов не загорается, а второй тотчас же воспламеняется?

2.На плиту, температурой которой 200⁰С, поставлен чугунный утюг массой 2 кг и медный котелок массой 0,5 кг. Какое из этих тел нагревается быстрее? Почему? Какому из них потребуется для этого меньшее количество теплоты? Во сколько раз?

3.Каким из трех способов теплопередачи Солнце отдает часть тепла Земле и другим планетам?

4.Почему в приморских странах климат умереннее, чем в областях, находящихся в глубине материков?

5.Кирпич кажется на ощупь теплее, чем мрамор при той же температуре. Какой материал обладает лучшими теплоизоляционными свойствами? Почему?

———————————————————————————————————————————-

Вариант №6

1.Почему пила нагревается, если ею пилить длительное время?

2.В каком из этих чайников кипяток остынет быстрее?

3. В какой обуви больше мерзнут ноги зимой: в просторной или тесной? Почему?

4.Сколько теплоты надо затратить, чтобы нагреть чугунную сковороду массой 300 г от 20 до 270⁰С?

5.В какой мензурке (№1 или №2) температура воды будет выше, если им сообщить одинаковые количества теплоты?

———————————————————————————————————————————-

Вариант №7

1.Как простым способом можно воспрепятствовать нагреванию термометра электрической лампой, не передвигая их и не выключая лампы?

2.Изменилась ли внутренняя энергия чайной чашки, когда ее переставили со стола на полку серванта?

3.Латунная деталь массой 200 г имеет температуру 365⁰С. Какое количество теплоты она может передать окружающим телам, охлаждаясь до 15⁰С?

4.Какова причина порчи медицинского термометра, оставленного по недосмотру на подоконнике в солнечный день?

5. Опишите превращения энергии, которые будут происходить при падении на пол резинового и пластилинового шаров. В чем различие этих процессов?

———————————————————————————————————————————-

Вариант №8

1.Почему температура воздуха в шинах автомобиля на стоянке меньше, чем во время движения? (Температура окружающего воздуха в обоих случаях одна и та же).

2.В сосуды налиты равные массы кипятка. В один из сосудов опущен медный шар, а в другой алюминиевый. В каком из сосудов температура воды при этом понизится больше? (начальные температуры шаров и их массы одинаковы).

3.На нагревание 1 кг свинца на 100⁰С расходуется 13000 Дж теплоты. Определите удельную теплоемкость свинца.

4.При полном сгорании тротила массой 10 кг выделяется 1,5∙10⁸ Дж энергии. Чему равна удельная теплота сгорания тротила?

5.Три предмета равной массы и одинаковой температуры – из латуни, чугуна и свинца погрузили в горячую воду. а) До одинаковой ли температуры нагрелись эти предметы? б) Равные ли количества теплоты передала им при остывании вода? в) На одинаковую ли величину изменилась внутренняя энергия каждого предмета?

———————————————————————————————————————————-

Вариант №9

1.Известно, что чем больше скорость движения молекул тела, тем выше его температура. Почему же не нагревается пулька, выстрелянная в тире из пневматического ружья, хотя все молекулы движутся к мишени с большой скоростью?

2.В комнате стоят два сосуда. Один наполнен горячей водой, другой – маслом. Массы и температуры жидкостей одинаковы. Какой из сосудов остынет быстрее? Как изменится при остывании жидкостей их внутренняя энергия? Почему?

3.С какой целью стены вагонов, предназначенных для перевозки скоропортящихся продуктов, обивают изнутри войлоком?

4.Ведро воды емкостью 10 л подняли из колодца, где температура 15⁰С, и поставили на солнце. Вода в ведре нагрелась на 5 ⁰С. На сколько изменилась его внутренняя энергия?

5.В топке котла парового двигателя сожгли торф массой 20т. Какой массой каменного угля можно было бы заменить сгоревший торф? (удельную теплоту сгорания торфа принять равной 1,5∙10⁷Дж/кг).

———————————————————————————————————————————-

Вариант №10

1.Почему алюминиевая кружка с чаем обжигает губы, а фарфоровая — нет?

2.Почему притертую стеклянную пробку легче вынуть из флакона, если потереть его горлышко сухой тряпкой или бумагой?

3.Можно ли ртутным термометром правильно измерить температуру капельки жидкости?

4.Чтобы нагреть 110 г алюминия на 94⁰С, требуется 9,1 кДж. Вычислите удельную теплоемкость алюминия.

5.Миллионы тонн воды поднимаются ежеминутно с земной поверхности в виде пара на высоту в несколько километров. За счет какой энергии совершается эта огромная механическая работа?

———————————————————————————————————————————-

Вариант №11

1. Как, имея в своем распоряжении накачанную камеру мяча, кусочки ваты и бумаги, доказать, что воздух в камере обладает внутренней энергией?

2.Целесообразно ли сады в северных и средних широтах разводить в низинах?

3.Смешали бензин объемом 1,5 л и спирт объемом 0,5 л. Какое количество теплоты выделится при полном сгорании этого топлива?

4.Какое количество теплоты требуется для нагревания до 100 ⁰С алюминиевого бака емкостью 10 л, наполненного водой при температуре 20⁰С? Масса самого бака 1 кг.

5.Кусок дерева, всплывая в воде, приобрел некоторую скорость и, следовательно, кинетическую энергию. Согласно закону сохранения энергии должны существовать тела, которые отдали такое же количество энергии. Какое же тело отдало энергию в данном случае?

———————————————————————————————————————————-

Вариант №12

1.Почему не замерзает картофель зимой, если он зарыт в яму?

2. При осмотре вагонов смазчик касается рукой подшипника вагонных осей. Как он при этом определяет, что подшипник требует дополнительной смазки?

3.На сколько градусов можно нагреть 100 л воды при сжигании 0,5 кг древесного угля, если считать , что вся теплота пойдет на нагревание воды?

4.В ванну налили 100 л воды при температуре 12⁰С, после чего добавили 50 л горячей воды при температуре 86⁰С. Чему равна температура смеси? Теплоту, которая пошла на нагревание ванны, не учитывать.

5.Камень лежал на земле (рис. а), его подняли и положили на скамейку (рис. б), а затем подбросили вверх (рис. в). Изменилась ли внутренняя энергия камня при таких изменениях его положения?

———————————————————————————————————————————-

Вариант №13

1.До какой температуры нагреется котел с 3 м³ воды, если затратить 40 кг каменного угля, теплота сгорания 7000 ккал/кг? (КПД котла равен 60% и начальная температура 10⁰С).

2.Почему чистое оконное стекло под действием солнечных лучей не нагревается, а стекло закопченное нагревается?

3.В алюминиевую и стеклянную кастрюли одинаковой емкости наливают горячую воду. Какая из кастрюль быстрее примет температуру налитой в нее воды?

4.Середина дна сосуда с жидкостью подогревается свечкой. Покажите стрелками направление струй жидкости в этом сосуде?

5.Сколько теплоты необходимо затратить, чтобы нагреть кусок меди массой 180 г на 10⁰С?

———————————————————————————————————————————

Вариант №14

1.Какой из стаканов (№1 или №2) при наливании кипятка с большей вероятностью останется цел?

2.Какое количество теплоты потребуется, чтобы увеличить на 10 ⁰С температуру куска олова массой 500 г?

3.В каком из цилиндров (№1 или №2) одна и та же масса газа обладает большей внутренней энергией, если температура газа не изменяется?

4. Какой массой природного газа можно заменить водород, находящийся в баллоне вместимостью 10 м³, чтобы получить то же количество теплоты, что и при сжигании водорода?

5.Кинетическая энергия пули 25 Дж. Попав в доску, пуля застряла в ней. Как изменилась при этом ее механическая энергия? Внутренняя энергия её и доски?

——————————————————————————————————-

Вариант №15

1.Какой из трех способов передачи теплоты играет наибольшую роль в работе центрального водяного отопления?

2.Известно, что для нагревания 1 кг олова на 1⁰С необходимо 0,05 ккал теплоты, никеля – 0,11 ккал, бетона – 0,21 ккал. Каковы удельные теплоемкости этих веществ?

3.Медная кастрюля, имеющая массу 500 г, содержит 1 кг воды при температуре 20⁰С. Сколько воды при 100⁰С нужно долить в кастрюлю, чтобы температура смеси получилась 50⁰С?

4.Стальная деталь массой 20 кг при обработке на токарном станке нагревается на 50⁰С. Какая механическая работа совершается двигателем станка по нагреванию детали?

5.Почему иногда крышка чайника, в котором кипит вода, подпрыгивает, а иногда – нет?

———————————————————————————————————————————

Вариант №16

1.Что обладает лучшей теплопроводностью – жидкая ртуть или её пары? Свой ответ обоснуйте.

2.Зачем в железнодорожных вагонах-ледниках, служащих для перевозки фруктов, мяса, рыбы и других скоропортящихся продуктов, промежутки между двойными стенками заполняют войлоком или несколькими слоями каких-либо пористых веществ, а снаружи вагоны окрашивают в белый или светло-желтый цвет?

3.В фарфоровую чашку массой 100 г при температуре 20⁰С влили 200 см³ кипятка. Окончательная температура оказалась равной 93⁰С. Определите удельную теплоемкость фарфора.

4.На сколько джоулей увеличится внутренняя энергия камня, если он упадет на землю? (Изменением при внутренней энергии земли и воздуха пренебречь. )

5.На сколько градусов Цельсия нагреются 3 кг воды, если вся теплота, выделившаяся при полном сгорании 10 г спирта, пошла на ее нагревание?

———————————————————————————————————————————

Вариант №17

1.Какое количество теплоты потребуется, чтобы в алюминиевом котелке массой 200 г нагреть 1,5 л воды от 20⁰С до кипения?

2.В каком случае грелка будет лучше отвечать своему назначению: если ее наполнить водой или песком, нагретым до такой же, как и вода, температуры?

3.Определите К.П.Д. самовара, если для нагревания в нем 6 л воды от 12^оС до кипения требуется 0,15 кг древесного угля?

4.Почему холодильники красят в белый цвет?

5.Почему нагревается насос при накачивании шины?

——————————————————————————————————————————

Вариант №18

1. Вспомните, как подпрыгивает брошенный на землю резиновый мяч. Расскажите о тех превращениях энергии, которые сопутствуют движению мяча.

2.Какой кирпич – обыкновенный или пористый – обеспечит лучшую теплоизоляцию здания? Почему?

3.Массы алюминиевой кастрюли и налитой в нее воды равны. На нагревание кастрюли или воды будет расходоваться меньше количество воды? Во сколько примерно раз.

4.В печи сгорели сухие сосновые дрова объемом 0,01 м³ и торф массой 5 кг. Сколько теплоты выделилось в печи?

5.Какое количество теплоты придет на нагревание от 20⁰С до 100⁰С бруска, размеры которого 10х5х2 см?

———————————————————————————————————————————-

Вариант №19

1.Кусок сахара раздроблен на мелкие кусочки, а потом растерт в порошок. В каком случае внутренняя энергия сахара больше?

2.Установлено, что теплопроводность жидкостей (за исключением расплавленных металлов) хуже, чем твердых тел, а газов хуже, чем жидкостей. Объясните этот факт на основе молекулярно-кинетической теории.

3.Сколько воды можно нагреть на 10⁰С, сообщив ей 84 кДж теплоты?

4.На сколько градусов нагреются 50 л воды энергией, полученной от сгорания 2 кг сухих дров?

5.На сколько градусов Цельсия нагреется кусок меди массой 1 кг, если он упадет с высоты 500 м? Считать, что вся механическая энергия куска меди полностью превращается во внутреннюю.

———————————————————————————————————————————-

Вариант №20

1.Расскажите, основываясь на своих жизненных наблюдениях, что служит защитой от зимних морозов различным животным и птицам. Какую роль при этом играет теплопроводность меха, перьевого покрова, подкожного жира и т.п.?

2.Почему грязный снег в солнечную погоду тает быстрее, чем чистый?

3.На сколько градусов повысится температура 4 л воды, если она получит количество теплоты, равное 168 кДж?

4. Сколько воды можно нагреть на 100 ⁰С энергией выделившейся при сгорании 200 г керосина, если не учитывать потерь энергии?

5.В воду бросили одинаковой массы и нагретые до одинаковой температуры железную и медную заклепки. Которая из заклепок быстрее охладится?

———————————————————————————————————————————-

Вариант №21

1.Какие превращения энергии происходят при катании ребят с гор на санках?

2.Заготовку из латуни массой 5 кг нагрели от 15 до 215⁰С. Какое для этого потребовалось количество теплоты?

3.На каком из участков поля – покрытом снегом или льдом – лучше сохраняются озимые посевы?

4.Металлический предмет массой 200 г, нагретый предварительно в кипящей воде до температуры 100 ⁰С, опущен в воду, масса которой 400 г и температура 22⁰С. Спустя некоторое время температура воды и предмета стала равной 25⁰С. Какова удельная теплоемкость металла?

5.В каком платье летом менее жарко: в белом или темном? Объясните почему.

———————————————————————————————————————————-

Вариант №22

1.В одном сосуде – разреженный газ. В другом, таком же сосуде – сжатый газ. Какой из газов будет иметь больший запас потенциальной энергии молекул? Почему?

2.Внесите в комнату кусок кирпича и гранита. Проверьте на ощупь, какой кусок будет казаться теплее. Какой из этих строительных материалов обладает лучшей теплопроводностью?

3.Что будет показывать термометр, установленный на искусственном спутнике Земли на теневой его стороне?

4.Какое количество теплоты пошло на нагревание от 20 до 1220⁰С стальной заготовки коленчатого вала компрессора массой 35 кг?

5.Сколько надо сжечь спирта, чтобы нагреть 2 кг воды от 14 до 50 ⁰С, считая, что вся теплота пойдет на нагревание воды?

———————————————————————————————————————————

Вариант №23

1. Какое количество теплоты отдает за сутки вода, поступающая в радиаторы водяного отопления при 80⁰С и выходящая из них при 65⁰С, если за 1ч через радиаторы протекает 120 л воды?

2.Для восстановления гладкости льда на катках применяют поливку его горячей водой. Почему холодная вода для этого менее пригодна?

3.Сколько энергии необходимо для плавления железного металлолома массой 4 т, если начальная температура железа равна 39⁰С?

4.Можно ли получить золотой пар?

5.Сколько теплоты выделится при полном сгорании сухих березовых дров объемом 5 м³?.

———————————————————————————————————————————-

Вариант №24

1.Докажите рассуждением, что тепло Солнца передается на Землю только путем излучения.

2.С какого из стержней гвоздики, приклеенные парафином, отпадут быстрее? Почему?

3.Известно, что теплота сгорания сухих дров 1∙10⁷ Дж/кг, керосина 4,6∙10⁷ Дж/кг. Объясните, как вы это понимаете.

4.Ведро воды вместимостью 10 л подняли из колодца, где температура 15 ⁰С, и поставили на солнце. Вода в ведре нагрелась на 50 ⁰С. На сколько изменилась при этом ее внутренняя энергия?

5.На плиту, температура которой 200 ⁰С, поставили чугунный утюг массой 2 кг и медный котелок массой 0,5 кг. Какое из этих тел нагреется быстрее? Почему? Какому из них потребуется для этого меньшее количество теплоты? Во сколько раз? Начальная температура предметов 20 ⁰С.

———————————————————————————————————————————-

Вариант №25

1.Всегда ли газ при охлаждении отдает такое же количество теплоты, какое было затрачено на его нагревание, если изменение температуры одинаково в обоих случаях?

2.Имеются спиртовка и пробирка с водой, на дне которой находится кусочек льда (чтобы лед не всплывал, в него вморожены свинцовые дробинки). Как надо поступить, чтобы вода в пробирке закипела, а лёд на дне не растаял?

3.Какое количество теплоты выделится при полном сгорании 300 кг древесного угля?

4.В какой обуви больше мерзнут ноги зимой: в просторной или тесной?

5.Алюминиевая, стальная и свинцовая плитки массой по 1 кг остывают на 1⁰С. Какое количество теплоты выделится при остывании каждой плитки? Как изменится при этом ее внутренняя энергия?

———————————————————————————————————————————-

Вариант №26

1.В одном сосуде находится вода, в другом – лед. Массы воды и льда одинаковы. Вода или лед имеет больший запас внутренней энергии? Почему?

2.Летом лед сохраняют под слоем опилок и земли. Почему?

3.Почему виноград лучше всего растет и вызревает в средних широтах около стен зданий или каменных заборах, обращенных на юг?

4.Определите удельную теплоемкость металла, если для изменения температуры от 20 до 24 ⁰С у бруска массой 100 г, сделанного из этого металла, внутренняя энергия увеличилась на 152 Дж.

5.Смешали бензин объемом массой 2 кг и керосин массой 3 кг. Какое количество теплоты выделится при полном сгорании этого топлива?

———————————————————————————————————————————

Вариант №27

1.Два алюминиевых бруска имеют одинаковую температуру, но различную массу. Какой из двух данных брусков обладает большей внутренней энергией? Почему?

2.Имеются две кружки одинаковой вместимости. Одна кружка изготовлена из алюминия, другая – из фарфора. Какая из кружек быстрее примет температуру налитой в нее жидкости?

3.Почему в холодном помещении, прежде всего, мерзнут ноги?

4.Каким количеством теплоты можно нагреть 0,3 кг воды от 12 до 20⁰С?

5.На нагревание кирпича массой 4 кг на 63 ⁰С затрачено такое же количество теплоты, как и на нагревание воды той же массы на 13,2 ⁰С. Определите удельную теплоемкость кирпича.

——————————————————————————————————————————-

Вариант №28

1.Почему весной снег тает быстрее в городе, чем в поле?

2.Половина ледяной поверхности пруда была покрыта с начала зимы толстым слоем снега, а другая половина расчищена для катания на коньках. На какой половине толщина льда больше?

3.Трубка наполнена дымом. Покажите стрелками движения воздуха в трубке.

4.Внутренняя энергия 1 кг меди увеличилась на 760 Дж. На сколько градусов нагрели кусок меди?

5.Какое количество теплоты требуется для нагревания куска стали массой 0,5 кг от 20 до 30⁰С?

———————————————————————————————————————————

Вариант №29

1.После обработки на точильном круге зубило становится горячим. Зубило, вынутое из горна, тоже горячее. Одинакова ли причина повышения температуры зубил?

2.В каком чайнике вода скорее нагреется: в новом или старом, на стенках которого имеется накипь? (Чайники одинаковые).

3.Вычислите, на сколько градусов нужно повысить температуру куска свинца массой 100 г, чтобы внутренняя энергия его увеличилась на 280 Дж.

4.Сколько нужно сжечь каменного угля, чтобы выделилось 1,5∙10⁸ Дж энергии; 1,8∙10⁵ кДж энергии?

5.В каком чайнике – белом или темном – горячая вода дольше сохраняется горячей? В каком чайнике она быстрее закипает?

———————————————————————————————————————————-

Вариант №30

1.Два медных бруска имеют одинаковую температуру, но различную массу. Какой из двух данных брусков обладает меньшей внутренней энергией? Почему?

2.У первого сосуда стенки сплошные, а второй сосуд имеет двойные стенки, между которыми находится воздух. В каком из сосудов вода остынет быстрее? Почему?

3.Какие почвы при одинаковых условиях сильнее прогреваются на солнце – подзолистые или черноземные? Почему?

4.На рисунке стрелками покажите направление потоков воздуха около пламени спиртовки.

5.Сравните количества теплоты, которые потребуются для нагревания на 20 ⁰С железного и алюминиевого бруска, если: а) массы брусков 20 кг; б) объемы брусков 20 дм³.

Банк задач 8 кл. Расчёт количества теплоты. (1)..

Банк задач
на расчёт количества теплоты

Какое количество теплоты требуется для нагревания 10 кг цинка на 3 єС?
Какое количество теплоты требуется для нагревания 100 г меди от 25 до 85 єС?
Сколько теплоты необходимо затратить, чтобы нагреть кусок меди массой 180 г на 10 єС?
Какое количество теплоты потребуется для нагревания 250 г латуни от 20 до 620 єС?
Медную деталь массой 100 г нужно нагреть от 25 до 525 єС. Какое количество теплоты потребуется для этого?
Алюминиевую ложку массой 50 г взятую при температуре 20 єС опускают в горячую воду при 70 єС. Какое количество теплоты получит ложка?
Какое количество теплоты потребуется для нагрева 11 кг олова на 5 єС?
Какое количество теплоты необходимо для нагревания железного утюга массой 2 кг от 20 до 320 єС?
Железная деталь массой 1 кг была нагрета от 20 до 220 єС. Какое количество теплоты было на это затрачено?
На сколько Джоулей увеличилась внутренняя энергия 2 кг свинца при нагревании на 8 єС?
На сколько Джоулей увеличилась внутренняя энергия 0,2 кг спирта при нагревании на 15 єС?
Кирпич массой 5 кг нагрели от 10 до 35 єС. Какое количество теплоты для этого потребовалось?
Какое количество теплоты потребуется для нагревания на 5 єС олова массой 500 г?
Какое количество теплоты нужно затратить, чтобы нагреть чугунную сковороду массой 300 г от 20 до 270 єС?
Каким количеством теплоты можно нагреть 0,3 кг воды от 12 до 20 єС?
Каким количеством теплоты можно нагреть 250 г воды на 5 єС?
Железный утюг массой 3 кг при включении в электрическую сеть нагрелся от 20 до 120 єС. Какое количество теплоты получил утюг?
Какое количество теплоты требуется для нагревания цинка массой 10 кг от 17 до 167 єС?
Какое количество теплоты потребуется для нагревания на 25 єС латуни массой 0,2 т?
Стальная деталь массой 20 кг нагрелась на 50 єС. На сколько Джоулей увеличилась внутренняя энергия детали?
Стальное сверло массой 100 г при работе нагрелось от 15 до 115 єС. Сколько энергии израсходовано на нагревание сверла?
Масса кирпичной печи 1,2 т. Какое количество теплоты пойдёт на её нагревание от 10 до 50 єС?
Сколько потребуется теплоты для нагревания 1,5 т чугуна от 10 до 70 єС?
Какое количество теплоты потребуется для нагревания 800 г льда от – 15 єС до температуры плавления 0 єС?
Какое количество теплоты получила вода при нагревании от 15 до 25 єС в бассейне, длина которого 100 м, ширина 6 м и глубина 2 м? Плотность воды 1000 кг/мі.
После штамповки латунная болванка массой 15 кг охлаждается от 750 до 15 єС. Какое количество теплоты выделится при этом?
На сколько джоулей уменьшится внутренняя энергия латунной гири массой 200 г, если охладить её на 10 єС?
Термос вместимостью 3 л заполнили кипятком. Через сутки температура воды в нём понизилась до 77 єС. На сколько изменилась внутренняя энергия воды?
После закалки стального зубила его сначала нагрели до 650 єС, потом опустили в масло, где оно остыло до 50 єС. Какое при этом выделилось количество теплоты, если масса зубила 500 г?
Температура латунной детали массой 200 г равна 365 єС. Какое количество теплоты она передаст окружающим телам, остывая до 15 єС?
Какое количество теплоты отдаст стакан кипятка (250 г), остывая до температуры 14 єС?
Какое количество теплоты отдаст стакан горячего чая (200 г) при 90 єС, остыв до комнатной температуры 20 єС?
Какое количество теплоты отдадут 10 л воды при охлаждении от 16 до 13 єС?
Какое количество теплоты отдаст кирпичная печь массой 0,35 т, остыв на 50 єС?
Какое количество теплоты отдаст помещению кирпичная печь массой 1,5 т, остывая от 30 до 20 єС?
Вычислите, какое количество теплоты отдаёт помещению кирпичная печь, массой 1,5 т при остывании от 80 до 15 єС?
Какое количество теплоты выделилось при остывании чугунной болванки массой 32 кг от 1115 до 15 єС?
Какое количество теплоты отдаст стальное изделие массой 2,5 кг, охлаждаясь от 40 до 20 єС?
Какое количество теплоты выделится при остывании изделия из золота массой 8 г от 600 до 20 єС?
Какое количество теплоты выделится при остывании серебряной отливки массой 24 г от 962 до 20 єС?
Какое количество теплоты отдаст 5 кг меди, охлаждаясь от 715 до 15 єС?
В термосе ёмкостью 1 л кипяток остыл за сутки до 75 єС. На сколько при этом уменьшилась его внутренняя энергия?
Свинцовая пластина массой 12 кг охладилась на 45 єС. Какое количество теплоты ушло в окружающую среду?
Сколько тепла выделится при охлаждении графитового стержня массой 10 кг на 25 єС?
Какое количество теплоты выделит 0,5 т керосина при охлаждении на 4 єС?
Сколько тепла нужно забрать у цинкового цилиндра массой 0,8 кг, чтобы охладить его на 17 єС?
Какое количество теплоты отдаст железная деталь массой 4,5 кг, охлаждаясь на 30 єС?
Какое количество теплоты выделилось при остывании оловянной кастрюли массой 350 г на 10 єС?
Чугунную деталь массой 2 кг взятую при температуре 100 єС опускают в воду. Какое количество теплоты получит вода, если деталь остывает в ней до 20 єС?
Рассчитайте, какое количество теплоты отдаст кирпичная печь, сложенная из 300 кирпичей массой 5 кг каждый, при остывании от 70 до 20 єС?
Какое количество теплоты потребуется для нагревания на 10 єС керосина объёмом 0,5 л? Плотность керосина 800 кг/мі.
Какое количество теплоты выделится при остывании 1,5 л масла от 50 до 15 єС. Плотность масла 0,9 г/смі.
Какое количество теплоты пойдёт на нагревание 225 смі масла от 10 до 80 єС? Плотность масла 0,9 г/смі.
Какое количество теплоты выделит 12 смі жидкого эфира при охлаждении на 5 єС? Плотность эфира 0,71 г/смі.
Какое количество теплоты потребуется для нагревания на 20 єС серебра объёмом 2 смі? Плотность серебра 10,5 г/смі.
Какое количество теплоты выделится при остывании золотого кольца объёмом 2 смі от 25 до 15 єС. Плотность золота 21,5 г/смі.
Какое количество теплоты потребуется для нагревания на 6 єС стали объёмом 0,5 мі? Плотность стали 7800 кг/мі.
Сколько джоулей тепла выделится при остывании 50 смі олова на 4 єС? Плотность олова 7,3 г/смі.
Какое количество теплоты получил воздух в комнате объёмом 60 мі, нагревшись от 10 до 20 єС? Удельная теплоёмкость воздуха 1010 Дж/(кгЧєС). Плотность воздуха 1,29 кг/мі.
Какое количество теплоты выделит 15 мі песка, охлаждаясь от 25 до 20 єС? Плотность песка 1500 кг/мі. Удельная теплоёмкость песка 880 Дж/(кгЧєС).
В порожнем закрытом металлическом баке вместимостью 20 мі под действием солнечного излучения воздух нагрелся от 0 до 20 єС. На сколько изменилась внутренняя энергия воздуха? Удельная теплоёмкость воздуха 1010 Дж/(кгЧєС). Плотность воздуха 1,29 кг/мі.
Какое количество теплоты отдаст помещению кирпичная кладка объёмом 2 мі, остывая от 56 до 21 єС? Плотность кирпича 1600 кг/мі.
Какое количество теплоты необходимо сообщить воздуху, находящемуся в помещении объёмом 100 мі, чтобы повысить его температуру от – 5 до + 18 єС? Удельная теплоёмкость воздуха 1010 Дж/(кгЧєС). Плотность воздуха 1,29 кг/мі.
Сколько тепла выделится при охлаждении 20 смі платины от 78 до 30 єС? Плотность платины 21,5 г/смі. Удельная теплоёмкость платины 140 Дж/(кгЧєС).
Требуется нагреть 1,8 мі песка на 12 єС. Какое количество теплоты необходимо для этого? Плотность песка 1500 кг/мі. Удельная теплоёмкость песка 880 Дж/(кгЧєС).
Сколько джоулей тепла выделится при остывании 9 смі никеля на 27 єС? Плотность никеля 8,9 г/смі. Удельная теплоёмкость никеля 460 Дж/(кгЧєС).
Какое количество теплоты пойдёт на нагревание 605 смі цинка взятого при 15 єС, чтобы нагреть его до 190 єС? Плотность цинка 7,1 г/смі.
Какое количество теплоты выделит 65 мі воздуха при охлаждении от 22 до 18 єС? Удельная теплоёмкость воздуха 1010 Дж/(кгЧєС). Плотность воздуха 1,29 кг/мі.
Сколько тепла потребуется для нагревания 0,7 мі стали на 110 єС. Плотность стали 7800 кг/мі.
Какое количество теплоты выделит 79 смі ртути при охлаждении на 15 єС? Плотность ртути 13,6 г/смі.
Какое количество теплоты пойдёт на нагревание 22 мі масла от 20 до 65 єС? Плотность масла 900 кг/мі.
Сколько тепла выделится при охлаждении 3 мі чугуна от 90 до 10 єС? Плотность чугуна 7000 кг/мі.
0,93 мі меди нужно нагреть на 74 єС. Сколько тепла необходимо для этого? Плотность меди 8900 кг/мі.
Алюминиевая болванка объёмом 1,35 мі после застывания охлаждается от 660 до 20 єС. Какое количество теплоты выделится в окружающую среду? Плотность алюминия 2700 кг/мі.
Каким количеством теплоты можно нагреть 340 мі керосина на 60 єС? Плотность керосина 800 кг/мі.

Мальчик вычислил, что при нагревании воды от 15 єС до кипения потребовалось 178,5 кДж тепла. Какова масса нагреваемой воды?
Кирпичная печь, остыв на 50 єС, отдала комнате 15400 кДж энергии. Какова масса этой печи?
Сколько воды можно нагреть на 10 єС, сообщив ей 84 кДж тепла?
Какую массу воды можно нагреть от 15 до 45 єС, затратив для этого 1260 кДж энергии?
Какое количество воды можно нагреть от 10 до 60 єС, затратив для этого 210 кДж энергии?
Стальное сверло при работе получило 5 кДж энергии и нагрелось от 15 до 115 єС. Какова масса сверла?
Стальной молоток был нагрет при закалке до 700 єС и затем быстро охлаждён до 20 єС. Какова масса молотка, если при этом выделилось 272 кДж тепла?
Какую массу свинца взятого при температуре 20 єС можно нагреть до температуры его плавления (327 єС), израсходовав 580 кДж тепла?
На сколько изменится температура воды в стакане, если ей сообщить количество теплоты, равное 10 Дж? Масса воды 200 г.
Вычислите, на сколько градусов нужно повысить температуру куска свинца массой 100 г, чтобы его внутренняя энергия увеличилась на 280 Дж?
На сколько градусов изменилась температура 20 г олова, если известно, что его внутренняя энергия уменьшилась на 1 кДж?
На сколько градусов повысится температура 4 л воды, если она получит количество теплоты, равное 168 кДж?
На сколько градусов остынет вода объёмом 100 л, если в окружающее пространство будет отдано 1680 кДж энергии?
Внутренняя энергия куска стекла массой 1 кг при нагревании увеличилась на 1600 Дж. На сколько градусов нагрели стекло?
На сколько градусов нагреется цинковая деталь массой 40 г, если ей сообщить 760 Дж энергии?
На нагревание 1 кг свинца на 10 єС расходуется 1300 Дж тепла. Определите удельную теплоёмкость свинца.
Нагретый камень массой 5 кг, охлаждаясь в воде на 1 єС, передаёт ей 2,1 кДж энергии. Чему равна удельная теплоёмкость камня?
Определите удельную теплоёмкость куска металла массой 100 г. , если для изменения его температуры от 20 до 24 єС потребовалось 152 Дж тепла?
Экспериментально было установлено, что при изменении температуры куска металла массой 100 г от 20 до 40 єС, его внутренняя энергия увеличилась на 280 Дж. Определите удельную теплоёмкость этого металла.
Как велика удельная теплоёмкость вещества, если для нагревания 100 кг его на 10 єС потребовалось 419 кДж энергии?
Какова удельная теплоёмкость растительного масла, если для нагревания 1,5 кг его от 20 до 120 єС потребовалось 255 кДж энергии?
Чугунная деталь массой 300 г, остывая в масле от 450 до 50 єС, передала ему 64,5 кДж тепла. Определите удельную теплоёмкость чугуна.
Рассчитайте удельную теплоёмкость кирпича масса которого 3 кг, если при его остывании на 50 єС выделяется 113,4 кДж тепла.
До какой температуры остынут 5 л кипятка, взятого при температуре 100 єС, отдав в окружающее пространство 1680 кДж тепла?
При охлаждении медного паяльника до 20 єС выделилось 30,4 кДж тепла. До какой температуры был нагрет паяльник, если его масса 200 г. ?

Какое количество теплоты получила алюминиевая кастрюля массой 300 г и находящаяся в ней вода объёмом 2 л при нагревании от 15 єС до кипения?
В алюминиевой кастрюле массой 800 г нагрели 5 л воды от 10 єС до кипения. Какое при этом потребовалось количество теплоты?
В стеклянной кастрюле массой 500 г нагрели до кипения 2 л воды, начальная температура которой 0 єС. Какое количество теплоты было израсходовано при этом, если удельная теплоёмкость стекла 750 Дж/(кгЧєС)?
Какое количество теплоты необходимо для нагревания до 100 єС алюминиевого бака массой 1 кг и вместимостью 10 л полностью заполненного водой взятой при температуре 20 єС?
В железный душевой бак массой 65 кг налили 200 л холодной колодезной воды при 4 єС. В результате нагревания солнечным излучением температура воды повысилась до 29 єС. Какое количество теплоты получили бак и вода?
Какое количество теплоты потребуется для того, чтобы в латунном бачке массой 1,4 кг нагреть 15 л воды от 15 єС до кипения?
Алюминиевая фляга массой 12 кг вмещает 36 л молока. Какое количество теплоты потребуется для нагревания молока во фляге от 0 до 70 єС? Плотность молока 1028 кг/мі, удельная теплоёмкость – 3900 Дж/(кгЧєС).
В кастрюлю с 3 кг холодной воды при температуре 10 єС, влили кипяток массой 2 кг. Какая установилась температура воды? Потери тепла не учитывать.
Смешали 39 кг воды при температуре 20 єС и 21 кг воды при температуре 60 єС. Найти температуру образовавшейся смеси.
В ванне смешали 50 л воды при температуре 15 єС и 30 л воды при температуре 75 єС. Какой станет температура смеси, если пренебречь потерями тепла?
В ванну налили 20 л горячей воды при температуре 80 єС и 10 л холодной при 5 єС. Какова окажется температура смеси, если пренебречь потерями тепла?
В сосуд с водой, масса которой 150 г, а температура 16 єС, добавили ещё 50 г воды при 80 єС. Определите температуру смеси. Потери тепла не учитывать.
Пренебрегая потерями тепла, вычислите, какой станет температура воды в ванне, если в неё налить 6 вёдер воды при 10 єС и 5 вёдер воды при 90 єС. Вместимость ведра принять равной 10 л.
В сосуд, содержащий 1,5 кг воды при температуре 20 єС, опускают кусок латуни массой 2 кг, нагретый до 80 єС. Определите установившуюся температуру.
Чтобы охладить 2 кг воды, взятой при температуре 80 єС, до 60 єС, в нее добавляют холодную воду при температуре 10 єС. Какое количество холодной воды требуется добавить?
В калориметр с водой, масса которой 100 г, а температура 20 єС, влили горячую воду при 100 єС. После этого температура воды в калориметре установилась равной 75 єС. Определите массу горячей воды. Потери тепла не учитывать.
Чтобы вымыть посуду, девочка налила в таз 3 л воды при 10 єС. Сколько литров кипятка при 100 єС нужно долить в таз, чтобы температура смеси стала 50 єС?
Для купания ребёнка в ванну налили 40 л воды при 6 єС, а затем долили горячую воду при температуре 96 єС. Определите массу долитой воды, если температура воды в ванне стала равной 36 єС? Потерями тепла пренебречь.
При работе машины внутренняя энергия одной из алюминиевых деталей массой 2 кг повысилась на столько, на сколько увеличивается внутренняя энергия 800 г воды при нагревании её от 0 до 100 єС. По этим данным определите, на сколько градусов повысилась температура детали.
На нагревание кирпича массой 4 кг на 63 єС затрачено такое же количество теплоты, как и для нагревания воды той же массы на 13,2 єС. Определите удельную теплоёмкость кирпича.
До какой температуры нагрелась во время работы стальная фреза массой 1 кг, если после погружения её в калориметр с водой, масса которой 1 кг, температура воды повысилась от 10 до 30 єС? Потери тепла не учитывать.
Металлический предмет массой 200 г, нагретый до 100 єС, опущен в воду массой 400 г и температурой 22 єС. Спустя некоторое время температура воды и детали стала равна 25 єС. Какова удельная теплоёмкость металла? Потерями тепла пренебречь.
Найдите температуру, которая установится в системе, если в латунный калориметр массой 150 г, содержащий 200 г воды при температуре 12 єС , опустить железную гирю массой 250 г , нагретую до 100 єС.
Алюминиевый сосуд массой 0,5 кг содержит 0,118 кг воды при температуре 20 єС. В него опускают кусок железа  массой 0,2 кг, нагретый до 75 єС. Найдите конечную температуру, которая установится в сосуде.
В сосуд, содержащий 2,35 кг воды при 20 єС, опускают кусок олова при температуре 235 єС, в результате чего температура воды в  сосуде повысилась на 15 єС. Найдите массу олова.

Теплота сгорания топлива

Вычислите, сколько энергии выделится при полном сгорании древесного угля массой 15 кг.
Вычислите, сколько энергии выделится при полном сгорании керосина массой 200 г.
Какое количество теплоты выделится при полном сгорании бензина массой 5 кг?
Какое количество теплоты выделится при полном сгорании каменного угля массой 10 кг?
Какое количество теплоты выделится при полном сгорании пороха массой 25 г?
Какое количество теплоты выделится при полном сгорании торфа массой 0,5 т?
Какое количество теплоты выделится при полном сгорании каменного угля массой 1,5 т?
Какое количество теплоты выделится при полном сгорании сухих берёзовых дров объёмом 5 мі? Плотность дров 700 кг/мі. Удельная теплота сгорания 13 МДж/кг.
Бак вместимостью 5 л наполнен бензином. Достаточно ли этого количества бензина, чтобы получить при его сгорании 230 МДж энергии? Плотность бензина 710 кг/ мі.
Какое количество теплоты выделится при полном сгорании керосина объёмом 0,25 мі? Плотность керосина 800 кг/мі.
Какое количество теплоты выделится при полном сгорании спирта объёмом 0,00005 мі? Плотность спирта 800 кг/мі.
Какое количество теплоты выделится при полном сгорании бензина объёмом 25 л? Плотность бензина 710 кг/мі.
Какое количество теплоты выделится при полном сгорании нефти объёмом 250 л? Плотность нефти 800 кг/мі.
На сколько больше выделится теплоты при полном сгорании бензина массой 2 кг, чем при сгорании сухих дров той же массы?
Во сколько раз больше выделится теплоты при полном сгорании водорода массой 1 кг, чем при сгорании сухих дров той же массы?
Смешали бензин объёмом 1,5 л и спирт объёмом 0,5 л. Какое количество теплоты выделится при полном сгорании этого топлива? Плотности бензина и спирта равны 710 кг/мі и 800 кг/мі соответственно.
В печи сгорели сухие дрова объёмом 0,01 мі и торф массой 5 кг. Сколько теплоты выделилось в печи? Плотность дров 400 кг/мі.
К зиме заготовили сухие дрова объёмом 2 мі и каменный уголь массой 1,5 т. Сколько тепла выделится при полном сгорании всего этого топлива? Плотность дров 400 кг/мі.
Двигатель мопеда на пути 10 км расходует 100 г бензина. Какое количество теплоты выделяется при этом?
При полном сгорании кокса массой 10 кг выделяется 29 МДж энергии. Чему равна удельная теплота сгорания кокса?
Какое топливо нужно сжечь, чтобы при полном сгорании 1 т его выделилось 14 ГДж энергии?
При сгорании пороха массой 3 кг выделилось 9 МДж энергии. Найдите удельную теплоту сгорания пороха.
Какова удельная теплота сгорания древесного угля, если установлено, что при полном сгорании 10 кг угля выделяется 340 МДж энергии?
Какую массу бензина надо сжечь, чтобы получить 230 МДж энергии?
Какую массу каменного угля надо сжечь, чтобы получить 87 МДж энергии?
Сколько нужно сжечь каменного угля, чтобы выделилось 150 МДж энергии?
Сколько нужно сжечь древесного угля, чтобы выделилось 18 МДж энергии?
Сколько надо сжечь антрацита, чтобы получить 270 МДж энергии?
Сколько потребуется природного газа для получения 4400 МДЖ энергии?
Какую массу торфа надо сжечь, чтобы для обогревания помещения выделилось 224 МДж энергии?
В кормозапарнике, используемом на животноводческих фермах, требуется, чтобы каждый час в топке выделялось 100 МДж энергии. Какую массу дров надо сжигать для этого?
В топке котла парового двигателя сожгли торф массой 20 т. Какой массой каменного угля можно было бы заменить сгоревший торф?
Какую массу торфа нужно сжечь, чтобы получить такое же количество тепла, что и при сжигании 1 кг бензина?
Сколько каменного угля нужно сжечь, чтобы получить столько же энергии, сколько её выделится при сгорании бензина объёмом 6 мі? Плотность бензина 710 кг/мі.
Какой массой природного газа можно заменить водород, находящийся в баллоне вместимостью 10 мі, чтобы получить то же количество теплоты , что и при сжигании водорода? Плотность водорода 0,09 кг/мі.
Какую массу каменного угля нужно сжечь, чтобы получить такое же количество теплоты, какое выделяется при сгорании бензина массой 20 т?
Какую массу дров надо сжечь, чтобы получить такое же количество теплоты, что и при сжигании антрацита массой 1 кг?
Покупателю требовалось приобрести 1 т каменного угля. Но на складе его не оказалось. Какую массу торфа должен взять покупатель, чтобы заменить уголь?
Сколько спирта надо сжечь, чтобы нагреть 2 кг воды от 14 до 50 єС, если вся теплота выделенная спиртом пойдёт на нагревания воды?
На спиртовке нагревали 400 г воды от 16 єС до 71 єС. Сколько при этом было сожжено спирта. Потерями тепла пренебречь.
Сколько нужно сжечь каменного угля, чтобы вскипятить 2 кг воды взятой при 0 єС?
Сколько воды можно нагреть на 100 єС теплом, выделившемся при полном сгорании 200 г керосина? Потерями энергии пренебречь.
На сколько градусов можно нагреть 100 л воды, если считать, что на её нагревание пойдёт всё тепло выделяемое при полном сгорании 0,5 кг древесного угля?
На сколько градусов нагреется 22 кг воды, если ей передать всю энергию, выделившуюся при полном сгорании керосина массой 10 г?
На сколько градусов нагреются 50 л воды энергией, выделившейся при сжигании 2 кг сухих сосновых дров?
Сколько потребуется сжечь природного газа, чтобы нагреть 2 кг воды от 20 єС до кипения? Потерями энергии пренебречь.

№ вар.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

I
1
50
64
77
99
125
104
126
145
163

II
2
49
65
84
98
124
115
127
152
170

III
3
48
66
81
94
123
107
128
154
167

IV
4
47
67
87
92
122
116
129
152
162

V
5
46
68
76
96
121
101
130
150
156

VI
6
45
69
91
100
120
117
131
149
170

VII
7
44
70
83
90
119
106
132
151
166

VIII
8
43
71
79
95
118
110
133
155
169

IX
9
42
72
85
97
117
102
134
148
163

X
10
41
73
82
89
116
108
135
146
171

XI
11
40
74
86
93
115
105
136
159
165

XII
12
39
75
78
88
114
120
137
153
167

XIII
13
38
51
80
91
113
103
138
158
168

XIV
14
37
52
84
92
112
118
139
157
164

XV
15
36
53
82
95
111
122
140
154
164

XVI
16
35
54
77
87
110
125
141
147
156

XVII
17
34
55
85
93
109
123
142
153
160

XVIII
18
33
56
83
98
108
119
143
151
166

XIX
19
32
57
80
89
107
121
144
145
161

XX
20
31
58
79
99
106
109
130
148
162

XXI
21
30
59
78
94
105
124
135
149
169

XXII
22
29
60
86
97
104
111
140
150
171

XXIII
23
28
61
81
100
103
112
127
147
165

XXIV
24
27
62
88
96
102
113
133
155
168

XXV
25
26
63
79
90
101
114
142
146
159

15

Теплопередача.

Количество теплоты | Образовательный портал EduContest.Net — библиотека учебно-методических материалов
Вариант 1.
1. Стальная деталь массой 500 г при обработке на токарном станке нагрелась на 20 ⁰C. Чему равно изменение внутренней энергии детали? Удельная теплоемкость стали 500 Дж/(кг ·⁰С).
2. Какую массу пороха нужно сжечь, чтобы при полном его сгорании выделилось 3,8·108Дж энергии? Удельная теплота сгорания пороха 3,8·107 Дж/кг.
3. Оловянный и латунный шары одинаковой массы, взятые при температуре 20 ⁰C, опустили в горячую воду. Одинаковое ли количество теплоты получат шары от воды при нагревании? Удельная теплоемкость олова 250 Дж/(кг· ⁰С), латуни 380 Дж/(кг ·⁰С).
4. На сколько изменится температура воды массой 20 кг, если ей передать всю энергию, выделяющуюся при сгорании бензина массой 20 г? Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг· ⁰С), удельная теплота сгорания бензина 4,6·107 Дж/кг.
Вариант 2.
1. Определите массу серебряной ложки, если для изменения ее температуры от 20 ⁰C до 40 ⁰C требуется 250 Дж энергии. Удельная теплоемкость серебра 250 Дж/(кг ·⁰С).
2. Какое количество теплоты выделится при полном сгорании торфа массой 200 г? Удельная теплота сгорания торфа 1,4·107Дж/кг.
3. Стальную и свинцовую гири массой по 1 кг прогрели в кипящей воде, а затем поставили на лед. Под какой из гирь растает больше льда? Удельная теплоемкость стали 500 Дж/(кг ·⁰С), свинца 140 Дж/(кг· ⁰С).
4. Какую массу керосина нужно сжечь, чтобы получить столько же энергии, сколько ее выделяется при сгорании каменного угля массой 500 г. Удельная теплота сгорания керосина 4,6·107 Дж/кг, каменного угля 3,0·107 Дж/кг.
Вариант 3
1.Какое количество теплоты необходимо для нагревания железной гири массой 500 г от 20 ⁰С до 30 ⁰С. Удельная теплоемкость железа 460 Дж/(кг·⁰ С).
2. Какая масса каменного угля была сожжена в печи, если при этом выделилось 60 МДж теплоты? Удельная теплота сгорания угля 3,0·107 Дж/кг.
3. В каком случае быстрее остынет кастрюля с горячей водой: если поставить кастрюлю на лед или лед положить на крышку кастрюли? Почему?
4. Сколько нужно сжечь каменного угля, чтобы нагреть 100 кг стали от 100 ⁰С до 200 ⁰С? Потерями тепла пренебречь. Удельная теплота сгорания угля 3,0·107 Дж/кг, удельная теплоемкость стали 500 Дж/(кг·⁰ С).
Вариант 4
1. Какое количество теплоты выделится при полном сгорании 200 г спирта? Удельная теплота сгорания спирта 2,7·107 Дж/кг.
2. Какова масса железной детали, если на ее нагревание от 20 ⁰С до 200⁰С пошло 20,7 кДж теплоты? Удельная теплоемкость железа 460 Дж/(кг· ⁰С).
3. Почему все пористые строительные материалы (пористый кирпич, пеностекло, пенистый бетон и др.) обладают лучшими теплоизоляционными свойствами, чем плотные стройматериалы?
4. Какое количество теплоты необходимо для нагревания 3 л воды в алюминиевой кастрюле массой 300 г от 20 ⁰С до 100 ⁰С? Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг· ⁰С), алюминия 920 Дж/(кг ·⁰С), плотность воды 1000 кг/м³.
Вариант 5
1.Сколько теплоты выделится при полном сгорании нефти массой 2,5 т? Удельная теплота сгорания нефти 4,4·107 Дж/кг.
2. Алюминиевая ложка массой 50 г нагрелась от 20 ⁰С до 60 ⁰С в горячей воде. Какое количество теплоты получила ложка? Удельная теплоемкость алюминия 920 Дж/(кг ·⁰С).
3. Представьте себе такой опыт. Под колокол воздушного насоса поместили раскаленный чугунный шар, а воздух из-под колокола откачали. Будет ли при этом нагреваться колокол? Если да, то за счет какого вида теплопередачи?
4. На газовой горелке нагрели 2л воды от 20 ⁰С до кипения (100 ⁰С). Какова масса сгоревшего газа? Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг· ⁰С), удельная теплота сгорания природного газа 4,4·107 Дж/кг, плотность воды 1000 кг/м³.
Вариант 6
1.Какое количество теплоты выделится при остывании кирпичной печи массой 2,5 т от 50 ⁰С до 20 ⁰С? Удельная теплоемкость кирпича 880 Дж/(кг ·⁰С).
2. Какова масса древесного угля, если при полном его сгорании выделилось 102 МДж теплоты? Удельная теплота сгорания древесного угля 3,4·107 Дж/кг.
3. Почему стальные ножницы на ощупь кажутся холоднее, чем деревянный карандаш?
4. В стеклянной колбе массой 50г нагрели 100 г воды от 20 ⁰С до 80 ⁰С. Какое количество теплоты было затрачено на нагревание воды в стеклянной колбе? Удельная теплоемкость стекла 840 Дж/(кг ·⁰С), удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг· ⁰С).

Вариант 7
1.На нагревание чугунного горшка массой 1,5 кг было затрачено 162 кДж энергии. На сколько изменилась при этом его температура? Удельная теплоемкость чугуна 540 Дж/(кг· ⁰С).
2. Какое количество теплоты выделится при полном сгорании антрацита массой 25 кг? Удельная теплота сгорания антрацита 3,0·107 Дж/кг.
3. В алюминиевую и стеклянную кружки одинаковой емкости и массы наливают горячую воду. Какая из кружек быстрее нагреется до температуры налитой в нее воды? Удельная теплоемкость алюминия 920 Дж/(кг ·⁰С), стекла — 840 Дж/(кг· ⁰С).
4. Какое количество теплоты выделилось при остывании чая массой 200 г в фарфоровой кружке массой 300 г от 100 ⁰С до 50 ⁰С. Удельная теплоемкость фарфора 800 Дж/(кг ·⁰С), удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг· ⁰С).
Вариант 8.
1.При полном сгорании сухих дров выделилось 50 МДж теплоты. Какая масса дров сгорела? Удельная теплота сгорания дров 1,0·107 Дж/кг.
2. Какое количество теплоты необходимо для нагревания железной заготовки массой 200 г на 300 ⁰С? Удельная теплоемкость железа 460 Дж/(кг ·⁰С).
3. В светлый и темный чайниках находится одинаковое количество кипятка. В каком из чайников кипяток остынет быстрее?
4. Латунный цилиндр массой 200 г опустили в воду массой 500 г и нагрели от 20 ⁰С до 60 ⁰С. Какое количество теплоты было затрачено на нагревание воды и цилиндра? Удельная теплоемкость латуни 400 Дж/(кг ·⁰С), удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг· ⁰С).

Контрольная работа 8 класс. А.В. Перышкин

Контрольная работа №1по теме «Тепловые явления»
Вариант №1
1. Определите количество теплоты, необходимое для нагревания чугунного радиатора водяного отопления массой 65 кг от 20 до 42оС. Удельная теплоемкость чугуна 460 Дж/кг оС.
2. При сгорании спирта выделилось 5,4 МДж теплоты. Определите массу сгоревшего спирта, если его удельная теплота сгорания равна 27 МДж/кг.
3. Стальную болванку массой 150 г, раскаленную до 650оС,опускают для закалки в сосуд, содержащий 800 г воды при температуре 15оС. Какова удельная теплоемкость стали, если вода нагрелась до 28оС? Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг оС).
4. Определите КПД примуса, если для нагревания 2 кг воды от 10 до 100оС в нем сожгли 40 г керосина. Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг оС), а удельная теплота сгорания топливо 46 МДж/кг.
Вариант №2
1. Какое количество теплоты потребуется для того, чтобы нагреть на 40оС медный цилиндр массой 0,5 кг. Удельная теплоемкость меди 400 Дж/кг оС.
2. При сгорании спирта выделилось 2,7 МДж теплоты. Определите массу сгоревшего спирта, если его удельная теплота сгорания равна 27 МДж/кг.
3. Стальное сверло массой 42 г при остывании от 140 до 40 оС выделяет столько же теплоты, сколько необходимо для нагревания воды массой 92 г от 35 до 40 оС. Определите удельную теплоемкость стали. Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг оС).
4. Определите КПД керосинки, если для нагревания 3 кг воды от 20 до 100оС в нем сожгли 35 г керосина. Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг оС), а удельная теплота сгорания топливо 46 МДж/кг.
Контрольная работа №2 по теме «Изменения агрегатного состояния вещества».
Вариант №1
1.Какое количество теплоты выделится при конденсации водяного пара массой 2,5кг, имеющего температуру 100оС? Удельная теплота парообразования воды 2,3 МДж/кг.
2. Какое количество теплоты необходимо для того, чтобы расплавить кусок свинца массой 0,5кг взятого при температуре плавления? Удельная теплота плавления свинца 2,5*104Дж/кг.

3. Какое количество теплоты потребуется для нагревания 20 литров воды от 20 до 42оС в чугунной кастрюле массой 15 кг? Удельная теплоемкость чугуна 460 Дж/(кг оС), Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг оС), плотность воды 1000 кг/м3.
4. Автомобиль на пути 36 км, развивал силу тяги 760 Н. Какая масса бензина, удельной теплотой сгорания 44 МДж/кг, сгорает при движении автомобиля? КПД двигателя автомобиля 22%.
Вариант №2
1. Какое количество теплоты выделится при кристаллизации 0,5кг цинка, взятого при температуре плавления ? Удельная теплота плавления цинка 120кДж/кг.
2. Из чайника выкипела вода массой 0,5кг. Какое количество теплоты оказалось излишне затраченным? Удельная теплота парообразования воды 2,3 МДж/кг.
3. Какое количество теплоты необходимо затратить для превращения льда массой 5 кг в воду температурой 0оС, если начальная температура льда –10°С? Удельная теплоемкость льда 2100 Дж/(кг оС), удельная теплота плавления льда 3,4.10-5 Дж/кг.
4. Какую массу воды можно нагреть от 10 до 100оС на примусе, если в нем сожгли 40 г керосина? КПД примуса 50%, удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг оС), а удельная теплота сгорания топливо 46 МДж/кг.
Контрольная работа №3 по теме «Электрические явления»
Вариант №1
1. Вычислите сопротивление елочной гирлянды, состоящей из 20 ламп, соединенных последовательно, если каждая из них имеет сопротивление 12 Ом.
2. Какое количество теплоты выделится за 5 с в проводнике сопротивлением 25 Ом, если сила тока в цепи 2 А?
3. Две электрические лампы сопротивлением 250 Ом и 190 Ом включены последовательно в сеть с напряжением 220 В. Вычислите силу тока в каждой лампе и падение напряжения на каждой лампе?
4.Сколько времени потребуется для нагревания 2 литров воды, взятой при температуре 20 градусов, можно нагреть до температуры кипения при помощи кипятильника сопротивлением 48 Ом? Напряжение сети 127 В. (Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/кг*град.. Плотность воды 1000 кг/м3.)
Вариант №2
1. Два резистора сопротивлением 3 Ом и 6 Ом соединены параллельно. Чему равно их общее сопротивление?
2. Электроплитка включена в сеть с напряжением 220 В работает 2 часа при этом ток в спирали электроплитки равен 3 А. Какую работу совершает электрический ток в спирали электроплитки?
3. Две лампочки сопротивлением 110 Ом и 55 Ом включены параллельно в сеть с напряжением 110 В. Вычислить силу тока в каждой лампочке и общую силу тока в цепи.
4. На сколько градусов нагреется 2 литра трансформаторного масла, взятого при температуре 10о С, при помощи нагревателя мощностью 800 Вт за 10 минут? Удельная теплоемкость масла 2400 Дж/кг*град. Плотность масла 800 кг/м3.
Контрольная работа №4 по теме «Световые явления»
Вариант №1
1. При каком условии тело даёт на экране резкую тень без полутени? Ответ поясните чертежом.
2. Девочка приближается к плоскому зеркалу со скоростью 0,25 м/с. С какой скоростью она сближается со своим изображением?

3. Почему, оценивая на глаз глубину водоёма, мы всегда ошибаемся: глубина кажется меньшей, чем в действительности? Ответ поясните рисунком.
4. Предмет помещён на расстоянии 40 см от тонкой линзы, оптическая сила которой равна 4 дптр. Какое и где получится изображение предмета? Чему равно фокусное расстояние линзы? Сделайте чертёж. Для устранения какого дефекта зрения может быть использована эта линза?
5. Объясните, почему цвет травы зелёный?
Вариант №2
1. Почему тень от ног человека на дороге более четкая, чем тень головы? Ответ обоснуйте.
2. Девочка стоит перед плоским зеркалом. Как изменится расстояние между девочкой и ее изображением в зеркале, если она отступит от зеркала на 1 м? Ответ пояснить рисунком.
3. Как нужно нацелиться в предмет, находящийся под водой, чтобы попасть в него – выше или ниже предмета? Ответ поясните чертежом.
4. Предмет помещён на расстоянии 60 см от тонкой линзы, оптическая сила которой равна – 2 дптр. Какое и где получится изображение предмета? Чему равно фокусное расстояние линзы? Сделайте чертёж. Для устранения какого дефекта зрения может быть использована эта линза?
5. Внутри светофора стоит обыкновенная лампочка, дающая белый свет. Почему мы видим во время работы светофора, что загораются красный, желтый и зеленый сигналы?
Итоговая контрольная работа
Итоговая контрольная работа.
1 вариант
Итоговая контрольная работа за 8 клаассИтоговая контрольная работа
Цель: Итоговый контроль знаний и умений.Дата проведения: 8а: 8б:
1.Напряжение на зажимах электрического утюга 220 В, сопротивление нагревательного элемента утюга 50 Ом. Чему равна сила тока в нагревательном элементе?
2.Сила тока в железном проводнике длиной 15 см и площадью поперечного сечения 0,02 мм2 равна 250 мА. Каково напряжение на концах проводника? Удельное сопротивление железа 0,1 Оммм2/м.
F
2F
3.Постройте изображение, даваемое собирающей линзой в случае показанном на рисунке. Опишите свойства изображения.
4.Найдите силу гравитационного притяжения двух соприкасающихся свинцовых шаров диаметром 1 м и массой 100 кг каждый.
5.Каков состав атомов серебра (Ag)?

II вариант.1.В электрической цепи через поперечное сечение проводника за 2 с проходит заряд 20 Кл. Определите силу тока в этом участке.
2.К сети напряжением 120 В параллельно подключены две электрические лампы сопротивлением 200 Ом каждая. Чему равно их общее сопротивление, общая сила тока, а также сила тока в каждой лампе?
3.Электроплитка рассчитана на напряжение 220 В и силу тока 3 А. Определите мощность тока в электроплитке.
4.Фокусное расстояние линзы 10 см. Чему равна оптическая сила этой линзы?
5.Постройте изображение, даваемое собирающей линзой в случае, показанном на рисунке. Опишите свойства изображения.
2F
F

Тренировочные задачи по физике для 8 класса

Тренировочные задачи по физике для 8 класса.
Автор-составитель: учитель физики Трещина Екатерина Игоревна,
г. Таганрог, МОБУ СОШ № 24
Предлагаю вашему вниманию подборку задач для подготовки к ОГЭ по физике. Задачи можно использовать для подготовки к контрольным и зачетным работам, для индивидуальной работы с учениками. Варианты контрольной и зачетной работ (на выбор) представлены после подборки задач.
Теплопередача и работа
Задачи
Часть А
1. Какое количество теплоты потребуется для нагревания стального бруска массой 0,5 кг от 10⁰ до 40 °С?
2. Какое количество теплоты получила вода массой 200 г при нагревании от 10⁰С до 30 °С?
3. Какое количество теплоты необходимо для нагревания железного утюга массой 2 кг от 20⁰С до 320 °С?
4. Какое количество теплоты потребуется для нагревания на 10⁰С олова массой 500 г?
5. Какое количество теплоты потребуется для увеличения температуры латуни массой 0,2 т на 1 °С?
6. Кирпичная печь массой 1 т остывает от 20⁰С до 10 °С. Какое количество теплоты при этом выделяется?
7. Чугунная болванка массой 32 кг остывает от 1115⁰С до 15 °С. Какое количество теплоты при этом выделяется?
8. Какое количество теплоты выделится при охлаждении 100 г олова, взятого при температуре 82°С, на 50°С ?
9. Какое количество теплоты выделила вода массой 100 г при остывании от 45⁰С до 25 °С?
10. После обработки алюминиевой детали на станке температура ее понизилась от 420⁰С до 20 °С. На сколько при этом уменьшилась внутренняя энергия детали, если ее масса 0,5 кг?
11. Какое количество теплоты отдаст кирпичная печь массой 0,35 т, остывая с изменением температуры на 50 °С?
12. На сколько уменьшится внутренняя энергия латунной гири массой 200 г, если ее охладить на 10 °С?
13. Для нагревания вещества массой 10 кг на 10 °С потребовалось 420 кДж энергии. Какое вещество нагрели?
14. Нагретый камень массой 5 кг, охлаждаясь в воде на 1 °С, передает ей количество теплоты 2,1 кДж. Чему равна удельная теплоемкость камня?
15. Для нагревания 100 г металла от 20⁰С до 40 °С потребовалось 260 Дж энергии. Что это за металл? (Определить удельную теплоемкость.)
16. При охлаждении жидкости массой 210 кг от 25⁰С до 15 °С выделилось 4,41 МДж теплоты. Что это за жидкость?
17. Стальное сверло при работе получило 5 кДж энергии и нагрелось от 15 до 115 °С. Какова масса этого сверла?
18. Мальчик вычислил, что при нагревании воды от 15°С до кипения внутренняя энергия ее увеличится на 178,5 кДж. Какова масса нагреваемой воды?
19. Стальной молоток был нагрет для закалки до температуры 720 °С, затем быстро охлажден до температуры 10°С. При этом он отдал окружающей среде 298,2 кДж энергии. Найти массу молотка.
20. Кирпичная печь, остыв на 50°С, отдала комнате 15400 кДж энергии. Какова масса этой печи?
21. Какую массу воды можно нагреть от 15⁰С до 45 °С, затратив для этого 1260 кДж энергии?
22. Какое количество воды можно нагреть от 10⁰С до 60 °С, затратив для этого 210 кДж энергии?
23. На сколько нужно повысить температуру куска свинца массой 100 г, чтобы внутренняя энергия его увеличилась на 280 Дж?
24. При охлаждении куска олова массой 20 г. внутренняя энергия его уменьшилась на 1 кДж. На сколько изменилась температура олова?
25. На сколько градусов нагреется цинковая деталь массой 40 г, если ей сообщить 760 Дж энергии?
26. Какое количество теплоты выделяется при полном сгорании 2,5 кг природного газа?
27. Какое количество теплоты выделяется при полном сгорании бензина массой 5 кг?
28. Какое количество теплоты выделяется при полном сгорании 1,5 т каменного угля?
29. Сколько энергии выделится при полном сгорании древесного угля массой 15 кг?
30. Какое количество теплоты выделится при полном сгорании пороха массой 25 г?
31. Какое количество теплоты выделится при полном сгорании 50 кг сухих березовых дров?
32. Двигатель мопеда на пути 10 км расходует бензин массой 100 г. Какое количество теплоты выделяется при полном сгорании бензина?
33. Какое количество теплоты выделяется при полном сгорании 1,3 кг антрацита?
34. Сколько надо сжечь каменного угля, чтобы при этом выделилось 270 МДж теплоты?
35. Сколько надо сжечь дизельного топлива, чтобы при этом в36. Какую массу торфа надо сжечь для обогревания комнаты, если при сгорании топлива в печи должно выделяться не менее 224 МДж энергии?
37. Какую массу бензина надо сжечь, чтобы получить 230 МДж энергии?
38. Сколько керосина сожгли, если при этом выделилось 55,2 МДж энергии?
39. Чему равна масса сосновых дров, если при полном их сгорании получено 127,4 МДж теплоты?
40. Сколько древесного угля использовали для получения тепла, если получено было 1,27 МДж теплоты?
41. На сколько уменьшилось количество спирта в спиртовке, если при его горении выделилось количество теплоты 243 кДж?
42. При полном сгорании кокса массой 10 кг выделяется 29 МДж энергии. Чему равна удельная теплота сгорания кокса?
43. При полном сгорании 3 кг топлива выделилось 11,4 МДж энергии. Какое топливо сожгли?
44. При полном сгорании 2 кг жидкости выделилось 92 МДж энергии. Какую жидкость сожгли?
45. При полном сжигании жидкого топлива массой 15 г получено 405 кДж энергии. Какую жидкость использовали как топливо?
46. При полном сгорании 0,5 кг топлива выделилось 7 МДж энергии. Найти удельную теплоту сгорания этого топлива.
47. При сжигании газа выделилось 132 МДж энергии. Чему равна удельная теплота сгорания газа, если его масса равна З кг?
48. При сжигании 300 г каменного угля выделяется 9 МДж тепла. Найти его удельную теплоту сгорания.
49. Найти удельную теплоту сгорания сосновых дров, если при сжигании 3 кг этих дров выделилось 39 МДж энергии.
50. Для обращения воды в пар при температуре кипения необходимо количество теплоты 65 МДж. Хватит ли для этого 6 кг сухих березовых дров?
Часть В
51. Какое количество теплоты потребуется для нагревания на 15°С воды объемом 0,5 л?
52. Какое количество теплоты получает при нагревании серебро объемом 2 см3 от 10⁰С до 60 ⁰С?
53. Какое количество теплоты необходимо для нагревания стали объемом 0,5 м3 от 10⁰С до 110 °С?
54. Какое количество теплоты получил нагретый от 10⁰С до 20 °С воздух комнаты, объем которой 60 м3?
55. Какое количество теплоты отдаст стакан кипятка, объемом 250 мл, остывая до температуры 15 °С?
56. Какое количество теплоты отдаст кирпичная печь, сложенная из 500 кирпичей, при остывании от 70⁰С до 20 °С? Масса одного кирпича равна 4 кг.
57. В порожнем закрытом металлическом баке вместимостью 60 м3 под действием солнечного излучения воздух нагрелся от 5⁰С до 25 °С. Как и на сколько изменилась внутренняя энергия воздуха в баке?
58. При изменении температуры куска металла массой 0,08 кг от 20⁰С до 30 °С внутренняя энергия его увеличилась на 320 Дж. Что это заметалл? Найти его объем.
59. Найти объем металлического бруска массой 351 г, если при изменении его температуры от 20 до 24 °С его внутренняя энергия увеличивается на 1326,78 Дж.
60. Как уменьшилась температура кипятка в питьевом баке объемом 27 л, если он отдал окружающей среде 1500 кДж теплоты?
61. На сколько изменится температура воды в стакане, если ей сообщить количество теплоты, равное 109 Дж? Вместимость стакана принять равной 200 см3?
62. При охлаждении куска олова массой 100 г до температуры 32 °С выделилось 5 кДж энергии. Найти температуру олова до охлаждения.
63. При охлаждении медного паяльника до 20°С выделилось 30,4 кДж энергии. До какой температуры был нагрет паяльник, если его масса 200 г?
64. До какой температуры остынут 5 л кипятка, взятого при температуре 100 °С, отдав в окружающее пространство 1680 кДж энергии?
65. Термос объемом 3 л заполнили кипятком. Через 20 часов температура воды в нем понизилась до 80 °С. На сколько изменилась внутренняя энергия воды?
66. Сколько теплоты выделится при полном сгорании сухихберезовых дров объемом 5 м³?
67. Сколько теплоты выделится при полном сгорании нефти объемом 250 л?
68. В каком случае выделится большее количество теплоты: при полном сгорании древесного угля массой 3 кг или при полном сгорании сухих дров массой 9 кг?
69. На сколько больше теплоты выделится при полном сгорании бензина массой 1,5 кг, чем при сгорании сухих березовых дров той же массы?
70. Во сколько раз больше выделится теплоты при полном сгорании водорода массой 2 кг, чем при полном сгорании сухих березовых дров той же массы?
71. В печи сгорели сухие сосновые дрова объемом 0,02 м3 и торф массой 2 кг. Сколько теплоты выделилось в печи?
72. Смешали бензин объемом 1,5 л и спирт объемом 0,5 л. Какое количество теплоты выделится при полном сгорании этого топлива?
73. К зиме заготовили сухие березовые дрова объемом 3 м3 и каменный уголь массой 1,5 т. Сколько теплоты выделится в печи при полном сгорании в ней заготовленного топлива?
74. Сколько каменного угля нужно сжечь, чтобы получить столько же энергии, сколько ее выделяется при полном сгорании бензина объемом 6 м3?
75. Какую массу каменного угля нужно сжечь, чтобы получить такое же количество теплоты .которое выделяется при сгорании керосина массой 20 т?
Часть С
76. Какое количество теплоты получила вода при нагревании от 15⁰С до 25 °С в бассейне, длина которого 100 м, ширина 6 м и глубина 20 дм?
77. Какое количество теплоты потребуется для того, чтобы в латунной бочке массой 12 кг нагреть воду объемом 9,5 л от температуры 20⁰С до 100⁰С
78. Алюминиевая фляга массой 12 кг вмещает 36 л молока. Какое количество теплоты потребуется для нагревания молока во фляге от0 до 60 °С ?
79. В железный душевой бак, масса которого 65 кг, налили холодной воды из колодца, объемом 200 л. В результате нагревания солнечным излучением температура воды повысилась от 4⁰С до 29 °С. Какое количество теплоты получили бак и вода?
80. 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?
81. На сколько изменится температура куска меди массой 500 г, если ему сообщить такое же количество теплоты, которое пойдет на нагревание воды массой 200 г от 10 ⁰С до 60 °С?
82. До какой температуры нагрелась во время работы стальная фреза массой 1 кг, если после погружения ее в сосуд с водой, масса которой 1 кг, температура воды повысилась от 10⁰С до 30 °С?
83. Двигатель мощностью 75 Вт в течение 5 мин вращает лопасти винта внутри калориметра, в котором находится вода объемом 5 л. Вследствие трения о воду лопастей винта вода нагрелась. Считая, что вся энергия пошла на нагревание воды, определить, как изменилась ее температура?
84. При работе машины внутренняя энергия одной из алюминиевых деталей массой 2 кг повысилась на столько, на сколько увеличивается внутренняя энергия воды массой 800 г. При нагревании ее от 0⁰С до 100°С. На сколько повысилась температура детали?
85. Как изменится температура воды массой 3 кг, если вся теплота, выделившаяся при полном сгорании спирта объемом 12,5 мм3, пошла на ее нагревание?
86. На сколько изменится температура воды объемом 100 л, если считать, что вся теплота, выделяемая при сжигании древесного угля массой 0,5 кг, пойдет на нагревание воды?
87. На сколько изменится температура воды, масса которой 22 кг, если ей передать всю энергию, выделившуюся при полном сгорании 10 г природного газа?
88. В ванну налили 40 л холодной воды температурой 6 °С. Затем долили горячую воду температурой 96 °С. Температура воды после этого стала равной 36 °С. Найти массу долитой воды. Нагреванием ванны и окружающей среды пренебречь.
89. Мальчик налил в ведро 3 л воды, температура которой равна 10 °С. Сколько кипятка нужно долить в ведро, чтобы температура воды в нем стала равной 50 °С?
90. В воду объемом 1 л опустили кусок олова, нагретый до температуры 188 °С. Температура воды при этом увеличилась от 10⁰С до 20 °С. Чему равна масса куска олова?
91. В кувшин с водой, масса которой 100 г, а температура 20°С, влили воду при температуре 100 °С, после чего температура воды в кувшине стала равной 75 °С. Определить массу горячей воды. Потери энергии на нагревание кувшина не учитывать.
92. Сколько воды, взятой при температуре 10 «С, можно нагреть до 50 °С, сжигая керосин массой 15 г, считая, что вся выделяемая при горении керосина энергии идет на нагревание воды?
93. Сколько спирта надо сжечь, чтобы изменить температуру воды объемом 2 дм3 от 14⁰С до 50 °С, если вся теплота, выделенная спиртом, пойдет на нагревание воды?
94. Когда в бак с водой добавили еще 3 л воды при 100 °С и перемешали всю воду, то температура воды в баке стала равна 35°С. Найти начальный объем воды в баке.
95. В сосуд с водой, масса которой 150 г, а температура 16°С, добавили воду массой 50 г при температуре 80 °С. Определить температуру смеси.
96. В кастрюле с холодной водой, масса которой 3 кг, а температура 10°С, влили 2 кг кипятку. Какая установится температура воды? Нагреванием сосуда пренебречь.
97. На нагревание кирпича массой 4 кг на 63°С затрачено такое же количество теплоты, как и для нагревания воды той же массы на 13,2 °С. Определить удельную теплоемкость кирпича.
98. Металлическое тело массой 30 г нагрели в кипящей воде. После этого его перенесли в воду, масса которой 73,5 г и температура 20°С, налитую в калориметр. Вода от этого нагрелась до 23 °С. Из какого металла сделано тело?
99. В стакан, содержащий 230 г кипятка, опустили ложку массой 150 г, имеющую температуру 20 °С. Температура воды понизилась от этого до 97°С. Верно ли, что эта ложка алюминиевая?
100. Твердое тело массой 80 г опустили в кипяток. Затем его перенесли в калориметр, куда была налита вода массой 166,5 г при температуре 20 °С. Температура воды повысилась до 24°С. Найти удельную теплоемкость твердого тела. если выделилось 427 МДж теплоты?
Контрольная работа.
Вариант1
Кирпичная печь массой 1 т остывает от 20⁰С до 10 °С. Какое количество теплоты при этом выделяется?
Для нагревания вещества массой 10 кг на 10 °С потребовалось 420 кДж энергии. Какое вещество нагрели?
При охлаждении куска олова массой 100 г до температуры 32 °С выделилось 5 кДж энергии. Найти температуру олова до охлаждения.
Сколько спирта надо сжечь, чтобы изменить температуру воды объемом 2 дм3 от 14⁰С до 50 °С, если вся теплота, выделенная спиртом, пойдет на нагревание воды?
Вариант2
Какое количество теплоты получила вода массой 200 г при нагревании от 10⁰С до 30 °С?
После обработки алюминиевой детали на станке температура ее понизилась от 420⁰С до 20 °С. На сколько при этом уменьшилась внутренняя энергия детали, если ее масса 0,5 кг?
До какой температуры остынут 5 л кипятка, взятого при температуре 100 °С, отдав в окружающее пространство 1680 кДж энергии?
В сосуд с водой, масса которой 150 г, а температура 16°С, добавили воду массой 50 г при температуре 80 °С. Определить температуру смеси.
Вариант3
Какое количество теплоты выделится при охлаждении 100 г олова, взятого при температуре 82°С, на 50°С ?При охлаждении жидкости массой 210 кг от 25⁰С до 15 °С выделилось 4,41 МДж теплоты. Что это за жидкость?
Смешали бензин объемом 1,5 л и спирт объемом 0,5 л. Какое количество теплоты выделится при полном сгорании этого топлива?
В воду объемом 1 л опустили кусок олова, нагретый до температуры 188 °С. Температура воды при этом увеличилась от 10⁰С до 20 °С. Чему равна масса куска олова?
Зачет по теме
Вариант 1
1.Каким способом – совершением работы или теплопередачей – изменилась внутренняя энергия детали при ее нагревании в печи перед закалкой?
1) совершением работы 2) теплопередачей 3) совершением работы и теплопередачей
2. Удельная теплоемкость вещества показывает
1) какое количество теплоты необходимо передать телу для изменения его температуры на 1 градус
2) какое количество теплоты необходимо передать 1 кг вещества для изменения его температуры на 100 градусов
3) какое количество теплоты необходимо передать телу массой 1кг для изменения его температуры на 1 градус
3. Что потребует большего количества теплоты для нагревания на 10 С: 100 г воды или 100 г меди?
1) 100 г воды 2) 100 г меди 3) потребуется одинаковое количество теплоты
4. В каком случае кастрюля с горячей водой остынет быстрее, если ее поставить на лед или если лед на крышку кастрюли положить сверху? Ответ пояснить
5. Чтобы нагреть 110 г алюминия на 90 0С требуется количество теплоты, равное 9,1 кДж. Вычислите удельную теплоемкость алюминия.
6. Смешали 39 л воды при температуре 20 0С и 21 л воды при температуре 60 0С. Определите температуру смеси.
Вариант 2
1. Каким способом изменялась внутренняя энергия детали при сверлении в ней отверстия
1) совершением работы 2) теплопередачей 3) совершением работы и теплопередачей
2. Количество теплоты зависит от
1) массы тела и его температуры
2) от рода вещества, из которого изготовлено тело и массы тела
3) от массы тела, начальной и конечной температур тела, рода вещества
3. Как называется величина, показывающая , какое количество теплоты необходимо для нагревания 1 кг железа на 10 С?
1) внутренняя энергия 2) количество теплоты 3) удельная теплоемкость вещества
4. Когда парусным судам легче заходить в гавань – днем или вечером? Ответ пояснить
5. Какова масса железной детали, если на ее нагревание от 20 0С до 200 0С потребовалось 20,7 кДж теплоты?
6. Вода массой 150 г имеет температуру 10 0С. Найти температуру воды после того, как в нее опустили железную деталь массой 0,5 кг, имеющую температуру 100 0С.
Вариант 3
1. Каким способом изменялась внутренняя энергия воды при ее нагревании в чайнике
1) совершением работы 2) теплопередачей 3) совершением работы и теплопередачей
2. Чугунную деталь массой 1 кг нагрели на 1 0С. На сколько при этом увеличилась ее внутренняя энергия?
1) на 540 Дж 2) на 540 Дж/ кг 0С 3) на 1 Дж
3. По куску свинца и куску стали одинаковой массы ударили молотком одинаковое число раз. Какой кусок нагрелся больше?
1) из стали 2) из свинца 3) невозможно определить
4. В каком случае лед, внесенный в теплую комнату растает быстрее: если его просто положить на стол , или, если сверху прикрыть шерстяным платком. Ответ пояснить
5. На сколько градусов повысилась температура 4 кг воды, если она получила количество теплоты, равное 168 кДж?
6. Мальчик наполнил стакан кипятком, налив его 150 г, а затем добавил 50 г воды с температурой 20 0С. Определите температуру, которая установилась в стакане.
Литература
1) Р.А. Рахматуллин. Текстовые расчетные задачи, 8 кл. — Оренбург, 1997 – 59 с
2) Лукашева Е.В. Типовые тестовые задания. Физика. Изд-во «Экзамен», 2016 -126с

Изменение фазы и скрытое тепло

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Проверить теплообмен.
• Рассчитайте конечную температуру по теплопередаче.

До сих пор мы обсуждали изменение температуры из-за теплопередачи. Если лед тает и становится жидкой водой (т. Е. Во время фазового перехода), изменения температуры не происходит. Например, представьте себе воду, капающую с тающих сосулек на крыше, нагретой солнцем.И наоборот, вода замерзает в лотке для льда, охлаждаемом более низкотемпературной средой.

Рис. 1. Тепло от воздуха передается льду, вызывая его таяние. (кредит: Майк Брэнд)

Энергия требуется, чтобы расплавить твердое тело, потому что когезионные связи между молекулами в твердом теле должны быть разорваны, чтобы в жидкости молекулы могли перемещаться со сравнимыми кинетическими энергиями; таким образом, нет повышения температуры. Точно так же энергия необходима для испарения жидкости, потому что молекулы в жидкости взаимодействуют друг с другом посредством сил притяжения.Пока фазовый переход не завершен, изменение температуры не происходит. Температура стакана содовой первоначально составляет 0ºC, но остается на уровне 0ºC, пока весь лед не растает. И наоборот, при замораживании и конденсации выделяется энергия, обычно в виде тепловой энергии. Когда молекулы объединяются, работа совершается за счет сил сцепления. Соответствующая энергия должна выделяться (рассеиваться), чтобы они оставались вместе. Рис. 2.

Энергия, участвующая в фазовом переходе, зависит от двух основных факторов: количества и прочности связей или пар сил.Количество связей пропорционально количеству молекул и, следовательно, массе образца. Сила сил зависит от типа молекул. Тепло Q , необходимое для изменения фазы образца массой м , равно

Q = мл _f (плавление / замораживание,

Q = мл _v (испарение / конденсация),

, где скрытая теплота плавления, L _f , и скрытая теплота испарения, L _v , являются материальными константами, которые определяются экспериментально. См. (Таблица 1).

Рис. 2. (a) Энергия требуется для частичного преодоления сил притяжения между молекулами в твердом теле с образованием жидкости. Эту же энергию необходимо удалить, чтобы произошло замораживание. (б) Молекулы разделяются на большие расстояния при переходе от жидкости к пару, что требует значительной энергии для преодоления молекулярного притяжения. Такая же энергия должна быть удалена для конденсации. Пока фазовый переход не завершен, изменение температуры не происходит.

Скрытая теплота измеряется в Дж / кг.И L _f , и L _v зависят от вещества, в частности, от силы его молекулярных сил, как отмечалось ранее. L _f и L _v вместе называются коэффициентами скрытой теплоты . Они являются скрытыми, или скрытыми, поскольку при фазовых изменениях энергия входит или выходит из системы, не вызывая изменения температуры в системе; так что, по сути, энергия скрыта. В таблице 1 приведены типичные значения L _f и L _v , а также точки плавления и кипения.

Из таблицы видно, что в фазовые переходы вовлечено значительное количество энергии. Давайте посмотрим, например, сколько энергии необходимо, чтобы растопить килограмм льда при 0ºC, чтобы произвести килограмм воды при 0 ° C. Используя уравнение для изменения температуры и значение для воды из таблицы 1 , находим, что Q = мл _f = (1,0 кг) (334 кДж / кг) = 334 кДж — энергия, необходимая для плавления килограмма льда. Это много энергии, поскольку оно представляет собой то же количество энергии, которое необходимо для повышения температуры 1 кг жидкой воды с 0 ° C до 79.8ºC. Для испарения воды требуется еще больше энергии; потребуется 2256 кДж, чтобы превратить 1 кг жидкой воды при нормальной температуре кипения (100 ° C при атмосферном давлении) в пар (водяной пар). Этот пример показывает, что энергия для изменения фазы огромна по сравнению с энергией, связанной с изменениями температуры без изменения фазы.

Таблица 1. Теплоты плавления и испарения
		л ф			л в
Вещество	Температура плавления (ºC)	кДж / кг	ккал / кг	Температура кипения (° C)	кДж / кг	ккал / кг
Гелий	−269.7	5,23	1,25	−268,9	20,9	4,99
Водород	−259,3	58,6	14,0	−252,9	452	108
Азот	−210,0	25,5	6,09	−195,8	201	48,0
Кислород	−218,8	13,8	3,30	−183. 0	213	50,9
этанол	−114	104	24,9	78,3	854	204
Аммиак	−75		108	−33,4	1370	327
Меркурий	−38,9	11,8	2,82	357	272	65,0
Вода	0.00	334	79,8	100,0	2256	539
Сера	119	38,1	9,10	444,6	326	77,9
Свинец	327	24,5	5,85	1750	871	208
Сурьма	631	165	39,4	1440	561	134
Алюминий	660	380	90	2450	11400	2720
Серебро	961	88. 3	21,1	2193	2336	558
Золото	1063	64,5	15,4	2660	1578	377
Медь	1083	134	32,0	2595	5069	1211
Уран	1133	84	20	3900	1900	454
Вольфрам	3410	184	44	5900	4810	1150

Фазовые изменения могут иметь огромный стабилизирующий эффект даже при температурах, не близких к точкам плавления и кипения, поскольку испарение и конденсация (преобразование газа в жидкое состояние) происходят даже при температурах ниже точки кипения.Возьмем, к примеру, тот факт, что температура воздуха во влажном климате редко поднимается выше 35,0 ° C, потому что большая часть теплопередачи идет на испарение воды в воздух. Точно так же температура во влажную погоду редко опускается ниже точки росы, потому что при конденсации водяного пара выделяется огромное количество тепла.

Мы исследуем эффекты фазового перехода более точно, рассматривая добавление тепла к образцу льда при -20ºC (рис. 3). Температура льда линейно повышается, поглощая тепло с постоянной скоростью 0.50 кал / г⋅ºC, пока не достигнет 0ºC. При достижении этой температуры лед начинает таять, пока не растает весь лед, поглощая 79,8 кал / г тепла. Во время этого фазового перехода температура остается постоянной на уровне 0ºC. Как только лед растает, температура жидкой воды повышается, поглощая тепло с новой постоянной скоростью 1,00 кал / г⋅ºC. При 100ºC вода начинает закипать, и температура снова остается постоянной, в то время как вода поглощает 539 кал / г тепла во время этого фазового перехода. Когда вся жидкость превратилась в пар, температура снова повышается, поглощая тепло со скоростью 0.482 кал / г⋅ºC.

Рис. 3. График зависимости температуры от добавленной энергии. Система сконструирована таким образом, что пар не испаряется, пока лед нагревается, превращаясь в жидкую воду, и поэтому, когда происходит испарение, пар остается в системе. Длинные участки с постоянными значениями температуры при 0ºC и 100ºC отражают большую скрытую теплоту плавления и испарения соответственно.

Вода может испаряться при температуре ниже точки кипения. Требуется больше энергии, чем при температуре кипения, потому что кинетическая энергия молекул воды при температурах ниже 100ºC меньше, чем при 100ºC, следовательно, меньше энергии доступно от случайных тепловых движений.Возьмем, к примеру, тот факт, что при температуре тела пот с кожи требует подводимой теплоты 2428 кДж / кг, что примерно на 10 процентов выше, чем скрытая теплота испарения при 100 ° C. Это тепло исходит от кожи и, таким образом, обеспечивает эффективный механизм охлаждения в жаркую погоду. Высокая влажность препятствует испарению, поэтому температура тела может повыситься, и на лбу останется неиспарившийся пот.

Пример 1. Расчет конечной температуры по фазовому переходу: охлаждение содовой кубиками льда

Три кубика льда используются для охлаждения содовой при 20ºC с массой м _соды = 0.25 кг. Лед имеет температуру 0ºC, и каждый кубик льда имеет массу 6,0 г. Предположим, что сода хранится в контейнере с пеной, чтобы не учитывать потери тепла. Предположим, что сода имеет такую ​​же теплоемкость, что и вода. Найдите конечную температуру, когда весь лед растает.

Стратегия

Кубики льда имеют температуру плавления 0ºC. Тепло передается от соды льду для таяния. Таяние льда происходит в два этапа: сначала происходит фазовый переход, и твердое тело (лед) превращается в жидкую воду при температуре плавления, затем температура этой воды повышается.При плавлении образуется вода при 0ºC, поэтому больше тепла передается от соды к этой воде, пока система вода плюс сода не достигнет теплового равновесия, Q _лед = — Q _соды .

Тепло, передаваемое льду

Q _лед = м _лед L _f + м _лед c _W ( T _f −0ºC).

Тепло, выделяемое содой Q _соды = м _соды c _Вт ( T _f −20ºC). Поскольку тепло не теряется, Q _лед = — Q _соды , так что

м _лед L _f + м _лед c _W ( T _f −0ºC) = — m _{содовая} c _W ( T _f −20ºC).{\ circ} \ text {C} \ right) -m _ {\ text {ice}} L _ {\ text {f}}} {\ left (m _ {\ text {soda}} + m _ {\ text {ice} } \ right) c _ {\ text {W}}} \\ [/ latex]

Решение

1. Укажите известные количества. Масса льда м _льда = 3 × 6,0 г = 0,018 кг, а масса соды м _соды = 0,25 кг.
2. Вычислите члены в числителе: м _соды c _Вт (20ºC) = (0,25 кг) (4186 Дж / кг ⋅ ºC) (20ºC) = 20 930 Дж и м _лед L _f = (0.{\ circ} \ text {C} \\ [/ latex]

Обсуждение

Этот пример иллюстрирует огромную энергию, задействованную во время фазового перехода. Масса льда составляет около 7 процентов массы воды, но это приводит к заметному изменению температуры соды. Хотя мы предположили, что лед был при температуре замерзания, это неверно: типичная температура составляет –6ºC. Однако эта поправка дает конечную температуру, которая практически идентична найденному нами результату. Вы можете объяснить почему?

Рисунок 4.Конденсация на стакане холодного чая. (кредит: Дженни Даунинг)

Мы видели, что испарение требует передачи тепла жидкости из окружающей среды, так что энергия выделяется окружающей средой. Конденсация — это обратный процесс, повышающий температуру окружающей среды. Это увеличение может показаться неожиданным, поскольку мы ассоциируем конденсацию с холодными объектами — например, со стеклом на рисунке. Однако для конденсации пара необходимо отводить энергию от конденсирующихся молекул.Энергия точно такая же, как и энергия, необходимая для изменения фазы в другом направлении, от жидкости к пару, и поэтому ее можно рассчитать из Q = мл _v .

Конденсация образуется на Рисунке 4, потому что температура окружающего воздуха снижается до уровня ниже точки росы. Воздух не может удерживать столько воды, сколько при комнатной температуре, поэтому вода конденсируется. Энергия высвобождается, когда вода конденсируется, ускоряя таяние льда в стекле.

Реальное приложение

Энергия также выделяется при замерзании жидкости. Это явление используют садоводы во Флориде для защиты апельсинов при температуре, близкой к точке замерзания (0ºC). Производители распыляют воду на растения в садах, чтобы вода замерзла и тепло передавалось апельсинам, растущим на деревьях. Это предотвратит падение температуры внутри апельсина ниже нуля, что могло бы повредить плод.

Рисунок 14.11. Лед на этих деревьях выделял большое количество энергии при замерзании, помогая предотвратить падение температуры деревьев ниже 0ºC.Фруктовые сады намеренно распыляют водой, чтобы предотвратить сильные морозы. (Кредит: Герман Хаммер)

Сублимация — это переход из твердой фазы в паровую. Вы могли заметить, что снег может раствориться в воздухе без следов жидкой воды или исчезновения кубиков льда в морозильной камере. Верно и обратное: на очень холодных окнах может образовываться иней, не проходя через жидкую фазу. Популярным эффектом является создание «дыма» из сухого льда, который представляет собой твердую двуокись углерода.Сублимация происходит потому, что равновесное давление пара твердых тел не равно нулю. Некоторые освежители воздуха используют сублимацию твердого вещества, чтобы наполнять комнату парфюмом. Шарики моли являются слегка токсичным примером фенола (органического соединения), который сублимируется, в то время как некоторые твердые вещества, такие как четырехокись осмия, настолько токсичны, что их необходимо хранить в герметичных контейнерах, чтобы предотвратить воздействие на человека их паров, образующихся при сублимации.

Рис. 5. Прямые переходы между твердым телом и паром обычны, иногда полезны и даже красивы.(а) Сухой лед сублимируется непосредственно до углекислого газа. Видимый пар состоит из капель воды. (кредит: Винделл Оскей) (б) Мороз формирует узоры на очень холодном окне, пример твердого тела, образованного непосредственно из пара. (кредит: Лиз Вест)

Все фазовые переходы связаны с теплом. В случае прямых переходов твердое тело-пар требуемая энергия определяется уравнением Q = мл _с , где L _с — это теплота сублимации , которая является энергией, необходимой для изменить 1.00 кг вещества из твердой фазы в паровую. L _s аналогичен L _f и L _v , и его значение зависит от вещества. Сублимация требует ввода энергии, поэтому сухой лед является эффективным хладагентом, тогда как обратный процесс (например, обледенение) выделяет энергию. Количество энергии, необходимое для сублимации, того же порядка величины, что и для других фазовых переходов.

Материал, представленный в этом и предыдущем разделе, позволяет нам рассчитать любое количество эффектов, связанных с температурой и фазовым переходом.В каждом случае необходимо определить, какие температурные и фазовые изменения имеют место, а затем применить соответствующее уравнение. Имейте в виду, что теплопередача и работа могут вызывать как температурные, так и фазовые изменения.

Стратегии решения проблем с эффектами теплопередачи

1. Изучите ситуацию, чтобы определить, есть ли изменение температуры или фазы. Есть ли передача тепла в систему или из нее? Когда наличие или отсутствие фазового перехода неочевидно, вы можете сначала решить проблему, как если бы фазовых изменений не было, и изучить полученное изменение температуры. Если вам достаточно пройти через точку кипения или плавления, вам следует вернуться и решить проблему поэтапно — изменение температуры, изменение фазы, последующее изменение температуры и так далее.
2. Определите и перечислите все объекты, которые изменяют температуру и фазу.
3. Определите, что именно необходимо определить в проблеме (определите неизвестные). Письменный список полезен.
4. Составьте список того, что дано или что можно вывести из проблемы, как указано (укажите известные).
5. Решите соответствующее уравнение для количества, которое необходимо определить (неизвестное). При изменении температуры передаваемое тепло зависит от удельной теплоемкости (см. Таблицу 1 в разделе «Изменение температуры и теплоемкость»), тогда как для фазового перехода передаваемое тепло зависит от скрытой теплоты. См. Таблицу 1.
6. Подставьте известные значения вместе с их единицами измерения в соответствующее уравнение и получите численные решения вместе с единицами измерения. Вам нужно будет делать это поэтапно, если процесс состоит из нескольких стадий (например, изменение температуры с последующим изменением фазы).
7. Проверьте ответ, чтобы убедиться, что он разумен: имеет ли он смысл? В качестве примера убедитесь, что изменение температуры также не вызывает фазового перехода, который вы не учли.

Проверьте свое понимание

Почему на горных склонах остается снег даже при дневных температурах выше минусовых?

Решение

Снег состоит из кристаллов льда и, следовательно, является твердой фазой воды.Поскольку для фазовых переходов необходимо огромное количество тепла, требуется определенное время, чтобы это тепло аккумулировалось из воздуха, даже если температура воздуха выше 0ºC. Чем теплее воздух, тем быстрее происходит этот теплообмен и тем быстрее тает снег.

Сводка раздела

• Большинство веществ могут существовать в твердой, жидкой и газовой формах, которые называются «фазами».
• Фазовые изменения происходят при фиксированных температурах для данного вещества при заданном давлении, и эти температуры называются точками кипения и замерзания (или плавления).
• Во время фазовых переходов поглощенное или выделенное тепло определяется по формуле: Q = мл , где L — коэффициент скрытой теплоты.

Концептуальные вопросы

1. Теплообмен может вызвать изменения температуры и фазы. Что еще может вызвать эти изменения?
2. Как скрытая теплота плавления воды помогает замедлить снижение температуры воздуха, возможно, предотвращая падение температуры значительно ниже ºC, вблизи больших водоемов?
3. Какова температура льда сразу после его образования замерзшей водой?
4. Что произойдет, если вы поместите лед ºC в воду ºC в изолированном контейнере? Растает ли немного льда, замерзнет ли еще вода, или этого не произойдет?
5. Какое влияние оказывает конденсат на стакане ледяной воды на скорость таяния льда? Конденсат ускорит процесс плавления или замедлит его?
6. В очень влажном климате с многочисленными водоемами, например, во Флориде, температура не превышает 35 ° C (95 ° F). Однако в пустынях температура может быть намного выше. Объясните, как испарение воды помогает ограничивать высокие температуры во влажном климате.
7. Зимой в Сан-Франциско часто теплее, чем в соседнем Сакраменто, в 150 км от побережья. Летом в Сакраменто почти всегда жарче. Объясните, как водоемы, окружающие Сан-Франциско, смягчают экстремальные температуры.
8. Закрывание кастрюли крышкой значительно снижает теплопередачу, необходимую для поддержания ее кипения.Объяснить, почему.
9. Сублимированные продукты были обезвожены в вакууме. Во время процесса продукты замерзают, и их необходимо нагревать, чтобы облегчить обезвоживание. Объясните, как вакуум ускоряет обезвоживание и почему в результате продукты замерзают.
10. Когда неподвижный воздух охлаждается за счет излучения ночью, температура редко опускается ниже точки росы. Объяснить, почему.
11. Во время демонстрации в классе физики инструктор надувает воздушный шар ртом, а затем охлаждает его в жидком азоте. В холодном состоянии в сморщенном воздушном шаре есть небольшое количество светло-голубой жидкости, а также несколько снежных кристаллов. По мере нагревания жидкость закипает, и часть кристаллов сублимируется, при этом некоторые кристаллы остаются на некоторое время, а затем превращаются в жидкость. Найдите голубую жидкость и два твердых вещества в холодном баллоне. Обоснуйте свою идентификацию, используя данные из Таблицы 1.

Задачи и упражнения

1. Сколько тепла (в килокалориях) требуется для оттаивания 0.450-килограммовая упаковка замороженных овощей при температуре 0ºC, если их теплота плавления такая же, как у воды?
2. Мешок, содержащий лед при температуре 0ºC, намного эффективнее поглощает энергию, чем мешок, содержащий такое же количество воды при 0ºC. (а) Какая теплопередача необходима для повышения температуры 0,800 кг воды с 0 ° C до 30,0 ° C? (b) Какая теплопередача требуется, чтобы сначала растопить 0,800 кг льда с температурой 0 ° C, а затем повысить его температуру? (c) Объясните, как ваш ответ подтверждает утверждение о том, что лед более эффективен.
3. (a) Сколько тепла требуется для повышения температуры алюминиевого котла весом 0,750 кг, содержащего 2,50 кг воды, с 30,0 ° C до точки кипения, а затем выкипания 0,750 кг воды? (b) Сколько времени это займет, если скорость теплопередачи составляет 500 Вт 1 ватт = 1 джоуль в секунду (1 Вт = 1 Дж / с)?
4. Образование конденсата на стакане с ледяной водой приводит к тому, что лед тает быстрее, чем в противном случае. Если на стакане, содержащем воду и 200 г льда, образуется 8,00 г конденсата, сколько граммов льда в результате растает? Предположим, что никакой другой теплопередачи не происходит.
5. Во время поездки вы замечаете, что мешок льда весом 3,50 кг хранится в вашем холодильнике в среднем один день. Какая средняя мощность в ваттах поступает на лед, если он начинается с 0ºC и полностью тает до 0ºC воды ровно за один день 1 ватт = 1 джоуль / секунду (1 Вт = 1 Дж / с)?
6. В определенный сухой солнечный день температура в бассейне повысилась бы на 1,50 ° C, если бы не испарения. Какая часть воды должна испариться, чтобы унести достаточно энергии для поддержания постоянной температуры?
7. (a) Какая теплопередача необходима для повышения температуры 0.200-килограммовый кусок льда при температуре от –20,0 ° C до 130 ° C, включая энергию, необходимую для фазовых переходов? (b) Сколько времени требуется для каждой стадии, если принять постоянную скорость теплопередачи 20,0 кДж / с? (c) Постройте график зависимости температуры от времени для этого процесса.
8. В 1986 году гигантский айсберг откололся от шельфового ледника Росс в Антарктиде. Это был примерно прямоугольник длиной 160 км, шириной 40,0 км и толщиной 250 м. а) Какова масса этого айсберга при плотности льда 917 кг / м ³ ? б) Сколько тепла (в джоулях) необходимо для его плавления? (c) Сколько лет потребуется одному солнечному свету, чтобы растопить лед такой толщины, если лед поглощает в среднем 100 Вт / м ² , 12.00 ч в сутки?
9. Сколько граммов кофе должно испариться из 350 г кофе в 100-граммовой стеклянной чашке, чтобы кофе охладился с 95,0 ° C до 45,0 ° C? Вы можете предположить, что кофе имеет те же термические свойства, что и вода, и что средняя теплота испарения составляет 2340 кДж / кг (560 кал / г). (Вы можете пренебречь изменением массы кофе по мере его охлаждения, что даст вам ответ, который будет немного больше правильного.)
10. (a) Пожар на танкере сырой нефти трудно потушить, потому что каждый литр сырой нефти выделяет 2.80 × 10 ⁷ Дж энергии при сгорании. Чтобы проиллюстрировать эту трудность, вычислите количество литров воды, которое должно быть израсходовано, чтобы поглотить энергию, выделяемую при сжигании 1,00 л сырой нефти, если температура воды повышена с 20,0 ° C до 100 ° C, она закипает, и образующийся пар становится подняли до 300ºC. (б) Обсудите дополнительные сложности, вызванные тем фактом, что сырая нефть имеет меньшую плотность, чем вода.
11. Энергия, выделяемая при конденсации во время грозы, может быть очень большой.Рассчитайте энергию, выделяемую в атмосферу для небольшого шторма радиусом 1 км, предполагая, что 1,0 см дождя выпадает равномерно в этой области.
12. Чтобы предотвратить повреждение от мороза, на фруктовое дерево опрыскивают 4,00 кг воды с температурой 0 ° C. а) Сколько тепла происходит при замерзании воды? б) Насколько снизилась бы температура 200-килограммового дерева, если бы это количество тепла передавалось от дерева? Примем удельную теплоемкость 3,35 кДж / кг · ºC и предположим, что фазового перехода не происходит.
13. Алюминиевая миска весом 0,250 кг, вмещающая 0,800 кг супа при температуре 25,0 ° C, помещается в морозильную камеру. Какова конечная температура, если от миски и супа передается 377 кДж энергии, если предположить, что тепловые свойства супа такие же, как у воды?
14. Кубик льда весом 0,0500 кг при температуре –30,0 ° C помещается в 0,400 кг воды с температурой 35,0 ° C в очень хорошо изолированном контейнере. Какая конечная температура?
15. Если вы вылейте 0,0100 кг воды с температурой 20,0 ° C на глыбу льда массой 1,20 кг (исходная температура составляет -15.0ºC), какова конечная температура? Вы можете предположить, что вода остывает настолько быстро, что влияние окружающей среды незначительно.
16. Коренные жители иногда готовят в водонепроницаемых корзинах, опуская горячие камни в воду и доводя ее до кипения. Какую массу камня при 500ºC необходимо поместить в 4,00 кг воды 15,0ºC, чтобы довести ее температуру до 100ºC, если 0,0250 кг воды улетучится в виде пара от первоначального шипения? Вы можете пренебречь влиянием окружающей среды и принять среднюю удельную теплоемкость горных пород за гранитную.
17. Какой будет конечная температура кастрюли и воды при расчете конечной температуры при передаче тепла между двумя телами: налив холодной воды в горячую кастрюлю, если в кастрюлю было помещено 0,260 кг воды и 0,0100 кг воды сразу испарились , оставив остаток до общей температуры со сковородой?
18. В некоторых странах жидкий азот используется в молочных грузовиках вместо механических холодильников. Поездка с доставкой продолжительностью 3 часа требует 200 л жидкого азота, плотность которого составляет 808 кг / м ³ .(a) Рассчитайте теплопередачу, необходимую для испарения этого количества жидкого азота, и поднимите его температуру до 3,00 ° C. (Используйте c _p и предположите, что она постоянна во всем диапазоне температур. ) Это значение представляет собой величину охлаждения подаваемого жидкого азота. б) Что такое скорость теплопередачи в киловатт-часах? (c) Сравните количество охлаждения, полученное при плавлении идентичной массы льда при 0ºC, с охлаждением при испарении жидкого азота.
19. Некоторые любители оружия делают свои собственные пули, что включает плавление и литье свинцовых пулей.Сколько тепла необходимо для повышения температуры и плавления 0,500 кг свинца, начиная с 25,0ºC?

Глоссарий

теплота сублимации: энергия, необходимая для перехода вещества из твердой фазы в паровую

коэффициент скрытой теплоты: физическая константа, равная количеству тепла, передаваемого на каждый 1 кг вещества во время изменения фазы вещества

сублимация: переход из твердой фазы в паровую

Избранные решения проблем и упражнения

1.35,9 ккал

3. (а) 591 ккал; (б) 4.94 × 10 ³ с

5. 13,5 Вт

7. (а) 148 ккал; (б) 0,418 с, 3,34 с, 4,19 с, 22,6 с, 0,456 с

9. 33,0 г

10. (а) 9,67 л; (б) Сырая нефть менее плотная, чем вода, поэтому она плавает над водой, подвергая ее воздействию кислорода воздуха, который она использует для сжигания. Кроме того, если вода находится под маслом, она менее эффективно поглощает тепло, выделяемое маслом.

12. (а) 319 ккал; (Би 2.00ºC

14. 20,6ºC

16. 4,38 кг

18. (а) 1,57 × 10 ⁴ ккал; (б) 18,3 кВт ⋅ ч; (в) 1,29 × 10 ⁴ ккал

---

Решения

ICSE для физики класса 10 — удельная теплоемкость и скрытая теплоемкость

Решения ICSE для физики класса 10 — удельная теплоемкость и скрытая теплота

Решения ICSE Решения Selina ICSE

APlusTopper.com предоставляет решения ICSE для физики класса 10 10 Удельная теплоемкость и скрытая теплоемкость для экзаменов Совета ICSE.Мы предоставляем пошаговые решения для решений ICSE Physics Class 10 Pdf. Вы можете загрузить решения для учебников ICSE по физике для 10 класса с возможностью бесплатной загрузки в формате PDF.

Загрузить справочник формул для классов 9 и 10 ICSE

Краткие ответы

Вопрос 1: Что такое тепло? Что такое единица тепла S. I.?
Ответ: Тепло — это форма энергии, которая при поглощении телом делает его горячим, а при извлечении из a — холодным.Он также определяется как полная кинетическая энергия, которой обладают все молекулы тела. Тепловая единица S.I. — джоуль / кг кельвина.

Вопрос 2: Дайте определение термину «калория». Как это связано с джоолем (единицей тепла в системе СИ)?
Ответ: Одна калория — это тепло, необходимое для повышения температуры 1 г воды с 14,5 ° C до 15,5 ° C
1 калория = 4,2 джоуля.

Вопрос 3: Различия между теплом и температурой.
Ответ:

Нагрев	Температура
1. Это форма энергии.	Ощущение жара и холода.
2. Единица измерения тепла — Джоуль.	Единица измерения температуры: ° C или Кельвин.

Вопрос 4: Какие еще единицы тепла? Назовите и определите их.
Ответ: (i) Калорийность: Это количество тепла, необходимое для повышения температуры 1 г воды на 1 ° C (точнее, повышение температуры берется с 14,5 ° C до 15 ° C).5 ° С).
(ii) килограмм калорий: Это количество тепла, необходимое для повышения температуры 1 кг воды на 1 ° C. Это эквивалентно 1000 калорий.

Вопрос 5: Как теплоемкость тела связана с удельной теплоемкостью его вещества?
Ответ: Теплоемкость тела = Масса тела × Удельная теплоемкость его вещества.

Вопрос 6: Задайте условие для потока тепловой энергии от одного тела к другому.
Ответ: Тепловая энергия всегда течет от тела с более высокой температурой к телу с более низкой температурой.

Вопрос 7: От каких факторов зависит количество тепла, передаваемого телу?
Ответ: Количество тепла, отдаваемого телу, зависит от:
(i) массы тела, (ii) повышения (или понижения) температуры тела, и (iii) природы материала тело.

Вопрос 8: м кг вещества с удельной теплоемкостью с Дж / кг ° C нагревается так, что его температура повышается с θ ₁ ° C до θ ₂ ° C.Запишите выражение для подводимого тепла Q.
Ответ: Подводимое тепло Q = масса × уд. теплоемкость × повышение температуры
= м × с × (θ ₂ — θ ₁ )

Вопрос 9: Назовите вещество, которое имеет максимальную удельную теплоемкость.
Ответ: Вода имеет максимальную удельную теплоемкость.

Вопрос 10: Напишите два преимущества высокой удельной теплоемкости воды.
Ответ: (i) Вода используется как эффективная охлаждающая жидкость в радиаторе автомобиля.
(ii) Бутылки с горячей водой используются для припарки.

Вопрос 11: Зависит ли удельная теплоемкость вещества только от его массы и повышения температуры?
Ответ: Нет, при одинаковой массе и одинаковом повышении температуры для разных веществ удельная теплоемкость оказывается разной. Таким образом, удельная теплоемкость зависит также от природы вещества и поэтому для разных веществ она различна.

Вопрос 12: Запишите приблизительные значения: (i) удельной скрытой теплоты плавления льда, (ii) удельной скрытой теплоты испарения пара.
Ответ: (i) Удельная скрытая теплота плавления льда составляет 3,36 000 Дж / кг.
(ii) Удельная скрытая теплота испарения пара составляет 22,60 000 Дж / кг.

Вопрос 13: Удельная скрытая теплота плавления льда составляет 336 Дж / г. Прокомментируйте это.
Ответ: Тепло, необходимое для преобразования 1 г льда из 0 ° C в 1 г воды при 0 ° C, составляет 336 Дж.

Вопрос 14: Фермеры наполняют поля водой зимой. Обоснуйте.
Ответ: Фермеры наполняют свои поля зимой водой, чтобы защитить урожай от заморозков, потому что вода из-за своей высокой удельной теплоемкости не позволяет температуре окружающей среды опускаться ниже 0 ° C.

Вопрос 15: Почему удельная теплоемкость принимается за меру тепловой инерции?
Ответ: У нас есть H = мс Δθ или Δθ = (H / мс).
Отсюда следует, что если s больше, Δθ будет малым (для данных значений H и m). Таким образом, для данного тела его удельная теплоемкость определяет изменение температуры, производимое данным количеством тепла. Таким образом, это подобно массе в механике, которая определяет изменение скорости (или ускорение), производимое данной силой.Поэтому вполне уместно рассматривать удельную теплоемкость как меру тепловой инерции.

Вопрос 16: Объясните, почему жарким летом вечером разбрызгивают воду на дороги?
Ответ: Вода имеет наивысшую удельную теплоемкость 4,2 Дж ^-1 ° C ^-1 . Таким образом, вода поглощает большое количество тепла от дорог, но ее собственная температура не сильно повышается. Таким образом, в целом дороги охлаждаются.

Вопрос 17: Объясните, почему температура жарким летом резко падает после сильного ливня?
Ответ: Вода имеет наивысшую удельную теплоемкость 4.2 Jg ^-1 ° C ^-1 . Таким образом, при сильном ливне вода испаряется. При этом он поглощает большое количество тепла из окружающей среды, поэтому температура резко падает.

Вопрос 18: Объясните, почему песчаные почвы быстрее нагреваются по сравнению с влажными почвами?
Ответ: Удельная теплоемкость песка примерно в пять раз меньше, чем у воды. Таким образом, когда солнце светит одинаково и на песчаную, и на влажную почву, песчаная почва быстро нагревается по сравнению с влажной почвой. Это потому, что вода поглощает большое количество тепловой энергии, но ее температура недостаточно повышается.

Вопрос 19: Объясните, почему вода считается лучшей жидкостью для утоления жажды?
Ответ: Вода имеет наивысшую удельную теплоемкость 4,2 Дж ^-1 ° C ^-1 и, следовательно, она может поглощать большое количество тепловой энергии без существенного повышения температуры. Жажда — это естественный сигнал, когда организм вырабатывает больше тепловой энергии, чем требуется.Таким образом, вода идеально подходит для утоления жажды, поскольку может поглощать большое количество тепловой энергии.

Вопрос 20: Объясните, почему желательно обливать холодной водой ожоги, нанесенные телу человека горячими твердыми телами?
Ответ: Вода имеет наивысшую удельную теплоемкость 4,2 Дж ^-1 ° C ^-1 . Таким образом, он может быстро извлекать большое количество тепловой энергии из места ожога и, следовательно, приносит много облегчения.

Вопрос 21: Объясните, зачем мудрый земледелец поливает свои поля, если прогноз не наступил?
Ответ: Мороз может серьезно повредить листья и плоды растений.Когда фермер поливает свои поля ночью, эта вода дает большое количество тепловой энергии, потому что 1 г воды выделяет 4,2 Дж энергии на каждый 1 ° C понижения температуры. Таким образом, воздух вокруг поля насыщен тепловой энергией и его температура не опускается ниже 0 ° C. Таким образом, наледи не образуются.

Вопрос 22: Объясните, почему большие кадки с водой хранятся в подземных подвалах для хранения свежих фруктов и овощей в холодных странах.
Ответ: При отрицательных температурах вода в клетках фруктов и овощей замерзает и, следовательно, повреждает их.Чтобы избежать таких повреждений, сохранены огромные ванны с водой. Вода выделяет 4200 Дж тепловой энергии на каждый килограмм при понижении температуры на 1 ° C. Таким образом, он не позволяет температуре клетки опускаться ниже 0 ° C и, следовательно, не повреждает свежие фрукты или овощи.

Вопрос 23: Объясните, почему вода используется в качестве охлаждающей жидкости в радиаторах автомобилей?
Ответ: Вода имеет наивысшую удельную теплоемкость 4,2 Дж ^-1 ° C ^-1 и ее температура не превышает 100 ° C.Таким образом, он может поглощать большое количество тепла от работающего двигателя, которое затем излучается через радиатор. Таким образом, при низкой температуре двигатель работает эффективно.

Вопрос 24: Различают теплоемкость и удельную теплоемкость.
Ответ: Теплоемкость: это количество тепловой энергии, необходимое для повышения температуры на 1 ° C. Удельная теплоемкость: определяется как теплоемкость на единицу массы тела.

Вопрос 25: Определите удельную скрытую теплоту испарения вещества.
Ответ: Удельная скрытая теплота испарения — это количество тепла, необходимое для преобразования единицы массы вещества из жидкого в парообразное состояние без изменения температуры.

Вопрос 26: Назовите два фактора, от которых зависит тепло, поглощаемое или выделяемое телом.
Ответ: Масса и удельная теплоемкость — два фактора, от которых зависит тепло, поглощаемое или отдаваемое телом.

Вопрос 27: Объясните, почему вода используется в бутылках с горячей водой для приготовления припасов, а также в качестве универсальной охлаждающей жидкости.
Ответ: Бутылки с горячей водой используются для закваски, поскольку вода не остывает быстро из-за ее большой удельной теплоемкости.
Вода используется как эффективный хладагент из-за ее большой удельной теплоемкости, благодаря которой она может отводить больше тепла.

Вопрос 28: Удельная теплоемкость вещества A составляет 3,8 Дж / г ^-1 K ^-1 , а удельная теплоемкость вещества B составляет 0,4 Дж / г ^-1 K ^-1 .Что из двух является хорошим проводником тепла? Как можно было прийти к такому выводу?
Ответ: Удельная теплоемкость ‘A’ 3,8 Дж / г / К. Удельная теплоемкость «B» 0,4 Дж / г / К
«B» является хорошим проводником тепла.
Поскольку удельная теплоемкость — это энергия, необходимая для повышения темп. 1 г вещества 1 ° С. Таким образом, через вещество проходит меньше тепловой энергии.

Вопрос 29: Если вещества A и B являются жидкостями, то какое из них было бы более полезным для автомобильных радиаторов?
Дано: Удельная теплоемкость’A ’3.8 Дж / г / К. Удельная теплоемкость «B» 0,4 Дж / г / К.
Ответ: «A», который имеет более высокую удельную теплоемкость, будет предпочтительнее для автомобильных радиаторов, так как он будет действовать как охлаждающая жидкость.

Вопрос 30: Как теплоемкость тела связана с его удельной теплоемкостью?

Вопрос 31: Определенное количество тепла Q нагреет 1 г материала X на 3 ° C и 1 г материала Y на 4 ° C. Какой материал имеет более высокую удельную теплоемкость?
Ответ: X имеет более высокую удельную теплоемкость.
Выданное тепло = Выданное тепло.
Пусть масса используемой воды равна m, тогда

Вопрос 32: Приведите один пример, в котором высокая удельная теплоемкость воды используется в качестве резервуара тепла.
Ответ: Для ферментации в грелках.

Вопрос 33: Приведите один пример, где высокая удельная теплоемкость воды используется для охлаждения.
Ответ: В радиаторах автомобиля.

Вопрос 34: Назовите жидкость с самой высокой удельной теплоемкостью.
Ответ: Вода имеет наибольшую удельную теплоемкость.

Вопрос 35: Назовите два фактора, от которых зависит тепло, поглощаемое или выделяемое телом.
Ответ: Масса и удельная теплоемкость — два фактора, от которых зависит тепло, поглощаемое или отдаваемое телом.

Вопрос 36: Равное количество тепла подводится к двум веществам A и B. Вещество A показывает большее повышение температуры. Что вы можете сказать о теплоемкости A по сравнению с B?
Ответ: Теплоемкость вещества В больше, чем вещества А.

Вопрос 37: Можно ли сконденсировать образовавшуюся воду обратно в лед, добавив лед при 0 ° C. Объясняйте разумом.
Ответ: 1 г воды будет содержать больше тепла. Потому что он содержит скрытое тепло 80 кал.

Вопрос 38: Что такое «калориметрия»?
Ответ: Измерение количества тепла называется колориметрией.

Вопрос 39: Укажите принцип калориметрии.
Ответ: Согласно принципу калориметрии, если два тела с разной температурой
смешиваются вместе (или находятся в контакте), тепло течет от тела с более высокой температурой к телу с более низкой температурой, пока оба тела не достигнут одинаковой температуры. температура.Если в окружающую среду не теряется тепло, тогда
Тепло, потерянное горячим телом = Тепло, полученное холодным телом.

Вопрос 40: Назовите две причины, почему медь предпочтительнее других металлов для изготовления калориметров.
Ответ: Медь предпочтительнее других металлов для изготовления калориметров, потому что:
(i) Она имеет низкую удельную теплоемкость.
(ii) От его содержимого требуется незначительное количество тепла, чтобы достичь его температуры.

Вопрос 41: Тело нагревается, повышая его температуру на 25 ° C. Каким будет соответствующее повышение температуры тела по шкале Кельвина?
Ответ: Увеличение в Кельвинах составит 25К.

Вопрос 42: Если в системе центрального отопления пар поступает в радиационную трубу при 100 ° C, а вода выходит из радиационной трубы при 100 ° C, может ли эта радиационная труба обогреть комнату? Дайте объяснение своему ответу.
Ответ: Да, потому что пар при температуре 100 ° C отдает свою скрытую теплоту испарения для конденсации в воду при той же температуре 100 ° C.

Вопрос 43: Мороженое при 0 ° C на ощупь холоднее воды при 0 ° C. Обоснуйте это наблюдение.
Ответ: Мы знаем, что нам нужно подать около 340 джоулей тепла на грамм, чтобы преобразовать лед при 0 ° C в воду при 0 ° C. Отсюда следует, что мороженое при 0 ° C потребляет больше тепла (примерно на 340 джоулей на грамм) от тельца, чем вода при 0 ° C. Поэтому при температуре 0 ° C он кажется холоднее воды.

Вопрос 44: Напитки в бутылках охлаждаются более эффективно, когда они окружены кусками льда, чем вода со льдом.
Ответ: Каждый 1 кг льда при 0 ° C поглощает 336 000 Дж тепловой энергии с образованием воды при 0 ° C. Поскольку лед может выделять 336 000 Дж тепловой энергии, больше, чем вода при 0 ° C, он более эффективно охлаждает напитки в бутылках.

Вопрос 45: Напишите выражение для тепловой энергии, выделяемой горячим телом. Выражение для тепловой энергии, выделяемой горячим телом, = mcΔQ
, т. Е. H = mcΔQ
, где m — масса, c — удельная теплоемкость, ΔQ — изменение температуры.

Вопрос 46: 1 кг воды замерзает с образованием льда при 0 ° C. Какое количество тепла отводится?
Ответ: 3,36,000 Дж.

Вопрос 47: Почему тепло, подводимое к веществу во время изменения его состояния, не вызывает повышения его температуры?
Ответ: Во время изменения состояния подводимое тепло увеличивает потенциальную энергию молекул по мере увеличения расстояния между молекулами. Работа выполняется теплом, подаваемым против силы притяжения.

Вопрос 48: Какое изменение энергии, по вашему мнению, должно произойти в молекулах вещества, когда оно претерпевает:
(i) изменение температуры?
(ii) изменение его состояния без изменения температуры?
Ответ: (i) Изменения межмолекулярного пространства.
(ii) Межмолекулярное пространство увеличивается.

Вопрос 49: Лед более эффективно охлаждает, чем ледяная вода. Объяснять.
Ответ: Каждый 1 г льда поглощает почти 336 Дж тепла, когда тает в воду при 0 ° C.Следовательно, он более эффективен для охлаждения, чем ледяная вода.

Вопрос 50: Почему температура атмосферы падает после града?
Ответ: У льда самая высокая пр. скрытая теплота плавления 336000 Джкг ^-1 . Таким образом, когда град тает, они поглощают большое количество тепловой энергии из окружающей среды. Таким образом, температура воздуха падает.

Вопрос 51: 1 кг пара конденсируется в воду при 100 ° C. Сколько джоулей тепловой энергии выделяется?
Ответ: 22,60 000 Дж.

Вопрос 52: Что происходит со средней кинетической энергией молекул при таянии льда при 0 ° C?
Ответ: Средняя кинетическая энергия молекул увеличивается.

Вопрос 53: Почему врачи советуют прикладывать полоску влажной ткани ко лбу человека с высокой температурой (температурой)?
Ответ: Это зависит от того факта, что вода в процессе испарения забирает тепло, эквивалентное скрытому теплу от тела пациента, и, таким образом, снижает температуру его тела.

Вопрос 54: Объясните значение термина «скрытая теплота». Укажите свой S. I. блок.
Ответ: Тепло, поглощаемое или выделяемое веществом во время его изменения состояния при постоянной температуре, называется скрытой теплотой. Единица S.I. — Дж / кг.

Вопрос 55: Что происходит с теплом, подводимым к веществу, если поданное тепло не вызывает изменения температуры вещества?
Ответ: Это подводимое тепло используется при изменении состояния.Это тепло известно как скрытое тепло.

Вопрос 56: Когда 1 г льда при 0 ° C тает с образованием 1 г воды при 0 ° C, тогда скрытое тепло поглощается льдом или выделяется им?
Ответ: Скрытое тепло поглощается тающим льдом.

Вопрос 57: Что содержит больше тепла: 1 г воды при 100 ° C или 1 г пара при 100 ° C? Обоснуйте.
Ответ: 1 г пара при 100 ° C содержит больше тепла, чем 1 г воды при 100 ° C. Причина в том, что пар lg при 100 ° C, когда превращается в 1 г воды при 100 ° C, выделяет 2260 Дж тепла.

Вопрос 58: Приведите одно следствие высокой удельной скрытой теплоты плавления льда.
Ответ: Из-за высокой удельной скрытой теплоты плавления льда снег в горах не тает сразу, а медленно превращается в воду, поскольку получает тепло от солнца.

Вопрос 59: Почему в холодных странах погода становится приятной, когда начинается мороз?
Ответ: У льда самая высокая пр. скрытая теплота плавления 336000 Джкг ^-1 .Таким образом, каждый 1 кг воды при 0 ° C при замерзании выделяет 336 000 Дж тепловой энергии. Поскольку в атмосфере выделяется огромное количество тепловой энергии, погода становится приятной.

Вопрос 60: Почему в «сурахи» в жаркое время года вода охлаждается?
Ответ: «Сурахи» изготовлен из пористой глины (не покрытой глазурью), поэтому вода просачивается (выползает) и смачивает всю ее поверхность. Образуя его внешнюю поверхность, вода испаряется, забирая скрытое тепло, необходимое для испарения как из внутренней воды, так и из окружающего воздуха, поэтому температура внутренней воды падает.

Вопрос 61: Почему спортсменам рекомендуется надевать дополнительную одежду после соревнований на мероприятии?
Спортсмены обильно потеют после соревнований. Скрытое тепло испарения «пота» выводится из самого тела и, следовательно, охлаждает его. Следовательно, если они не наденут дополнительную одежду, они могут простудиться.

Вопрос 62: Дайте определение термину «удельная скрытая теплота плавления» вещества.
Ответ: Удельная скрытая теплота плавления: Удельная скрытая теплота плавления вещества — это тепловая энергия, выделяющаяся при переходе единицы массы вещества из жидкого в твердое состояние без изменения температуры.

Вопрос 63: Удельная скрытая теплота испарения пара составляет 2260 Дж / г. Прокомментируйте это.
Ответ: Тепло, необходимое для преобразования 1 г воды при 100 ° C в 1 г пара при 100 ° C, составляет 2260 Дж.

Вопрос 64: Определите удельную скрытую теплоту испарения вещества.
Ответ: Удельная скрытая теплота парообразования — это количество тепла, необходимое для преобразования единицы массы вещества из жидкого состояния в парообразное без изменения температуры.

Вопрос 65: Объясните высказывание; «Удельная скрытая теплота испарения пластины составляет 2260 × 10 ³ Дж / кг».
Ответ: Это означает, что при 100 ° C 2260 × 10 ³ Дж тепловой энергии поглощается 1 кг воды для преобразования ее в пар при 100 ° C, или 1 кг пара при 100 ° C выделяет 2260 × 10 ³ Дж тепловой энергии при превращении в 1 кг воды при 100 ° C.

Вопрос 66: Почему мы чувствуем себя комфортно, сидя под движущимся вентилятором, особенно когда наше тело потеет?
Ответ: Причина в том, что пот из нашего тела испаряется быстрее под движущимся вентилятором из-за быстрого движения воздуха, и поэтому возникает ощущение охлаждения, что делает нас более комфортными.

Вопрос 67: Объясните, почему во время катания на льду не остается следов?
Ответ: Вес тела действует на очень небольшую площадь конька по сравнению со льдом. Под этим высоким давлением лед тает, образуя воду с температурой ниже 0 ° C. Образованная таким образом вода делает катание на водных коньках более скользким. Но как только фигурист продвигается дальше, вода не испытывает давления и снова замерзает, не оставляя следов на поверхности льда.

Вопрос 68: Почему испарение вызывает охлаждение и почему вода используется в бутылках с горячей водой?
Ответ: Удельная скрытая теплота испарения воды составляет 2260 Дж / г = 538 калорий / г. Таким образом, когда вода испаряется, она поглощает большое количество скрытого тепла и, таким образом, происходит охлаждение. Удельная теплоемкость воды составляет 4,2 Дж / кг ° C = 1 кал / г ° C, что довольно высоко, и это причина использования вафель в бутылках с горячей водой.

Вопрос 69: Что вы понимаете под «скрытой теплотой парообразования» вещества?
Ответ: Скрытая теплота испарения данной жидкости — это теплота, необходимая для превращения одного килограмма жидкости в пар при ее температуре кипения без какого-либо изменения температуры.Он измеряется в джоулях на килограмм. Скрытая теплота парообразования воды составляет 2260 × 10 ³ Дж / кг. Это означает, что нам нужно 2260 × 10 ³ Дж тепла, чтобы превратить 1 кг воды при ее температуре кипения в пар.

Вопрос 70: Объясните значение парникового эффекта.
Ответ: Явление улавливания длинноволнового инфракрасного излучения, излучаемого в космос парниковыми газами, такими как углекислый газ (CO ₂ ), метан (CH ₄ ), закись азота (N ₂ O). ) для сохранения тепла на поверхности планеты и в нижних слоях атмосферы называется парниковым эффектом.

Вопрос 71: Назовите парниковые газы.
Ответ: Двуокись углерода (CO ₂ ), метан (CH ₄ ), закись азота (N ₂ O) и пары воды.

Вопрос 72: Как парниковый эффект помогает поддерживать температуру поверхности Земли, подходящую для жизни человека?
Ответ: Парниковый эффект способствует улавливанию солнечной тепловой энергии в атмосфере, чтобы поддерживать на поверхности Земли среднюю температуру около 59 ° F (15 ° C), что подходит для живых людей.

Вопрос 73: Назовите три причины увеличения выбросов парниковых газов.
Ответ: (i) Сжигание ископаемого топлива (транспорт, выработка электроэнергии и т. Д.)
(ii) Сжигание лесов и вырубка лесов.
(iii) Увеличение численности населения (ежегодно люди выбрасывают почти 32 гигатонны углекислого газа).

Вопрос 74: Что подразумевается под глобальным потеплением?
Ответ: Глобальное потепление означает изменение или повышение средней температуры приземного воздуха и океанов Земли из-за увеличения количества парниковых газов в ее атмосфере.

Вопрос 75: Назовите эффект усиления парникового эффекта?
Ответ: Увеличение количества атмосферного углекислого газа в результате сжигания ископаемого топлива, вместе с выбросом других газов, вызывает усиление парникового эффекта, что ведет к глобальному потеплению.

Вопрос 76: Как повышение уровня моря повлияет на население прибрежных стран?
Ответ: Из-за повышения уровня моря здания и дороги в прибрежных районах будут затоплены, в результате чего население, проживающее в этих районах, пострадает от ураганов и тропических штормов.

Вопрос 77: Какое влияние глобальное потепление окажет на здоровье затронутого населения?
Ответ: Повышение температуры из-за глобального потепления приведет к множеству новых болезней, потому что некоторые бактерии более эффективны и размножаются намного быстрее при более высоких температурах, чем при низких. Это также увеличит частоту респираторных и трансмиссивных инфекций, таких как астма и малярия соответственно.

Вопрос 78: Назовите два воздействия глобального потепления на жизнь на Земле.
Ответ: (i) Он несет ответственность за климатические изменения в различных частях мира и заставляет людей мигрировать из одного места в другое.
(ii) Это повлияло на сезон цветения различных растений.

Вопрос 79: Назовите три способа минимизировать глобальное потепление.
Ответ: Три способа минимизировать глобальное потепление:
(i) Сокращение использования ископаемых видов топлива и внедрение технологий, основанных на возобновляемых источниках энергии.
(ii) Сокращение обезлесения и рост облесения.
(iii) Развитие международного сотрудничества по сокращению выбросов парниковых газов.

Вопрос 80: Какое влияние глобальное потепление окажет на озера и океаны?
Ответ: Повышение температуры приведет к снижению качества воды в озерах и океанах из-за падения концентрации кислорода, высвобождения фосфора из донных отложений и повышения термостабильности, в результате чего многие морские виды либо погибнут, либо вымрут.

Длинные ответы

Вопрос 1: Вкратце объясните, как можно определить удельную теплоемкость жидкости?
Ответ: В этом случае возьмите любое твердое тело с известной удельной теплоемкостью и жидкость, удельную теплоемкость которой необходимо определить. Выбранное твердое вещество должно быть нерастворимым и не вступать в реакцию с жидкостью. Следует отметить следующие наблюдения:

Вопрос 2: Опишите метод определения удельной теплоемкости твердого тела (например, куска меди).
Ответ: Сначала взвешиваем данный кусок твердого тела и отмечаем его массу m ₁ . Затем его нагревают, подвешивая внутри нагревателя. Затем в тонкий стеклянный стакан отбирают воду известной массы (скажем, m ₂ ) и измеряют ее температуру θ ₁ с помощью термометра. Когда данный кусок твердого вещества нагревается, отмечается его температура θ ₂ , и он быстро опускается в воду, содержащуюся в химическом стакане, так что вода не разбрызгивается. Содержимое стакана хорошо перемешивают, и отмечают конечную наивысшую температуру θ ₃ .
Предполагая, что теплоемкость стакана пренебрежимо мала и нет потерь тепла в окружающую среду,
Тепло, потерянное твердым телом = Тепло, полученное водой, Масса твердого вещества × Удельная теплоемкость твердого вещества × Падение температуры твердого вещества = Масса воды × Sp. емкость воды × Повышение температуры воды

Вопрос 3: Назовите два преимущества высокой удельной скрытой теплоемкости пара, которая составляет около 226 × 10 ⁴ Дж / кг?
Ответ: (i) Основное преимущество высокой удельной скрытой теплоемкости пара заключается в обогреве помещений в холодных странах.Пар, образующийся в котле, проходит по трубам в радиаторах, закрепленных внутри здания.
(ii) На тепловых электростанциях пар используется в качестве среды для преобразования химической энергии угля в электрическую. Каждый грамм пара выделяет большое количество тепловой энергии — около 2260 джоулей.

Вопрос 4: Обсудите, как высокая удельная теплоемкость воды способствует формированию сухого и морского бриза.
Ответ: Удельная теплоемкость земли в 5 раз меньше, чем у воды.Таким образом, воздух над сушей становится горячим и легким и поднимается вверх, что приводит к падению давления на сушу в дневное время. Таким образом, прохладный морской воздух начинает дуть навстречу и формировать морской бриз.
Ночью земля и море излучают тепловую энергию. Однако температура суши падает быстрее, чем морская вода, из-за высокой удельной теплоемкости морской воды. Итак, ночью температура морской воды больше, чем на суше. Теплый воздух над морем поднимается вверх, а холодный воздух с суши начинает дуть в сторону моря, создавая наземный бриз.

Вопрос 5: Изменится ли значение удельной теплоемкости и удельной скрытой теплоты вещества, если шкала будет в ° F вместо ° C?
Удельная теплоемкость изменится, если шкала будет в ° F вместо ° C. Это потому, что это тепло, необходимое для повышения температуры единицы вещества на один градус. Поскольку размер градуса Фаренгейта не совпадает с размером градуса Цельсия, изменение масштаба повлияет на удельную теплоемкость.
Удельная скрытая теплота не изменится при изменении шкалы.Это связано с тем, что это количество — это просто тепло, необходимое для изменения состояния 1 кг вещества при его температуре плавления / кипения без каких-либо изменений температуры. Таким образом, это количество тепла на единицу массы, которое не зависит от используемой шкалы температуры.

Вопрос 6: Сформулируйте и объясните принцип «калориметрии».
Ответ: Принцип калориметрии гласит:
Когда горячее тело контактирует с холодным телом, тепло переходит от горячего тела к холодному, пока оба не достигнут одинаковой температуры.
Тепло, потерянное горячим телом = Тепло, полученное холодным телом.
Пусть масса горячего тела равна m ₁ , его удельная теплоемкость s ₁ и температура t ₁ ° C, а масса холодного тела равна m ₂ , его удельная теплоемкость s ₂ и его температура t ₂ ° C.

Вопрос 7: Укажите основные меры предосторожности, которые необходимо предпринять при обнаружении скрытой теплоты пара.
Ответ: Основные меры предосторожности:
(i) Следует принять все возможные меры для того, чтобы пар полностью высох перед тем, как попасть в воду.
(ii) Калориметр должен быть должным образом изолирован, помещая его в деревянный ящик, снабженный сдвижной крышкой с двумя отверстиями и выстланный внутри слоем ваты, ватного диска и т. Д.
(iii) Пар больше не должен проходить когда температура воды в калориметре повышается примерно на 20 ° C.
(iv) При прохождении пара необходимо следить за тем, чтобы конденсированный пар не выходил наружу.

Вопрос 8: Выведите выражение для количества тепла, отдаваемого или поглощаемого, когда его температура падает или повышается на t ° C.
Ответ: Пусть масса тела будет «m», а его удельная теплоемкость — «s». Если t ° C — это повышение его температуры, то количество тепла, поглощаемого телом, рассчитывается следующим образом:
Так как ‘s’ — это удельная теплоемкость тела, что означает, что единица массы тела при повышении на 1 ° C забирает тепло.
∴ Масса тела «m» для повышения температуры t ° C потребует тепла.
= m × s × t
= масса тела × его удельная теплоемкость × повышение температуры
= mst джоуль.

Краткие ответы на основе рисунков

Вопрос 1: Вещество находится в твердой форме при 0 ° C. Количество тепла, добавляемого к этому веществу, и температура вещества показаны на следующем графике:

Если удельная теплоемкость твердого вещества составляет 500 Дж / кг ° G, найдите по графику: (i) массу вещества.
Раствор: По графику подводимое тепло составляет 800 Дж при изменении температуры от 0 до 80 ° C.

Длинные ответы на основе цифр

Вопрос 1: Кусок льда нагревается с постоянной скоростью. Изменение температуры в зависимости от подводимого тепла показано на графике ниже:

(i) Что обозначают AB и CD?
(ii) Какой вывод вы можете сделать относительно природы льда 110 ° C из приведенного выше графика?
Ответ: (i) Часть AB графика представляет время в t секундах, затраченное льдом при 0 ° C на преобразование в воду при 0 ° C. Часть графика
CD представляет время в секундах, затрачиваемое водой при 100 ° C на превращение в пар при 100 ° C.
(ii) Из графика мы заключаем, что лед требует меньше времени для нагрева с -10 ° C до 0 ° C. Но процесс плавления занимает сравнительно больше времени. Это показывает, что лед имеет высокую удельную скрытую теплоту плавления.

Вопрос 2: Какое наблюдение вы запишете и как вы определите удельную скрытую теплоту плавления льда?
Ответ: Чистый и сухой медный калориметр со штангенциркулем взвешивается, когда он пустой, и снова взвешивается, когда он почти на 2/3 заполнен водой.Затем отмечают начальную температуру. В калориметр переносят кусочки сухого льда. Калориметр помещается внутри бокса и непрерывно перемешивается, пока весь лед не растает. Конечная температура тщательно записывается. Затем снова взвешивают массу калориметра с водой и льдом.

Зарегистрированные наблюдения:

Если L дж / г — удельная скрытая теплота плавления льда, а s _c — удельная теплоемкость меди, то:

Краткое Числовые значения

Вопрос 1 : Температура свинцового куска массой 400 г повышается с 20 ° C до 50 ° C, когда к нему подводится 1560 Дж тепла. Рассчитайте.
(i) Теплоемкость свинцовой детали, (ii) Удельная теплоемкость свинца.
Раствор:

Вопрос 2: 63,2 г меди при 50 ° C могут растопить 3,8 г льда. Если удельная скрытая теплота льда составляет 336 Дж / г, найдите удельную теплоемкость меди.
Решение:

Вопрос 3: Вода падает с высоты 50 м. Рассчитайте повышение температуры воды при ударе о дно.
(g = 10 мс ^-2 ; Удельная теплоемкость воды = 4200 Дж / кг ° C)
Решение: Если вся энергия из-за падения воды превращается в тепловую энергию, и 0 ° C будет рис при температуре воды, затем

Вопрос 4: 50 г металлической детали при 27 ° C требует 2400 Дж тепловой энергии для достижения температуры 327 ° C.Рассчитайте удельную теплоемкость металла.
Решение:

Вопрос 5: Сколько тепловой энергии выделяется, когда 5 г воды при 20 ° C превращаются в лед при 0 ° C?
[Удельная теплоемкость воды = 4,2 Дж / г ^-1 ° C ^-1 Удельная скрытая теплота плавления льда = 336 Дж / г ^-1 ]
Решение:

Вопрос 6: A. Горячее твердое вещество массой 60 г при 100 ° C помещают в 150 г воды при 20 ° C.Зарегистрированная конечная стабильная температура составляет 25 ° C. Рассчитайте удельную теплоемкость твердого тела. [Удельная теплоемкость воды = 4200 Дж кг ^-1 ° C ^-1 ]
Решение:

Вопрос 7: Найдите время, за которое обогреватель мощностью 500 Вт повысит температуру на 50 кг. материала с удельной теплоемкостью 960 Дж / кг ° C от 18 ° C до 38 ° C. Предположим, что все тепло от нагревателя передается: материалу.
Решение:

Вопрос 8: Железяка с массой 2.0 кг имеет теплоемкость 966 Дж / ° C. Какова его удельная теплоемкость в единицах S.I.?
Раствор:

Вопрос 9: Сосуд с незначительной тепловой * емкостью содержит 40 г льда при 0 ° C, 8 г пара при 100 ° C пропускаются в лед, чтобы его растопить. Найдите конечную температуру содержимого сосуда.
(Удельная скрытая теплота парообразования = 2268 Дж / г, удельная скрытая теплота плавления льда = 336 Дж / ф и удельная теплоемкость воды = 4.2 Дж / г ° C)
Раствор: Предположим, конечная температура содержимого = θ ° C. Тепло, полученное льдом при 0 ° C на воду при 0 ° C + тепло, полученное водой при 0 ° C на воду при 0 ° C = Тепло, теряемое паром при 100 ° C + Тепло, теряемое водой при 100 ° C на воду при 0 ° С.

Вопрос 10: Рассчитайте количество тепла, выделяемого при превращении 5,0 г воды при 20 ° C в лед при 0 ° C.
(Удельная теплоемкость воды = 4,2 Дж / г ° C
Удельная скрытая теплота плавления льда = 336 Дж / г).
Решение:

Вопрос 11: Рассчитайте тепловую энергию, которая будет выделена при 5.0 кг пара при 100 ° C конденсируется с образованием воды при 100 ° C. Выразите свой ответ в блоке S.I. (Удельная скрытая теплота испарения пара составляет 2268 кДж / кг.)
Раствор: Тепло, выделяемое 5 кг пара при 100 ° C для преобразования в воду при 100 ° C. = мл
= 5 × 2268 кДж = 11440 кДж.

Вопрос 12: 200 г горячей воды с температурой 80 ° C добавляют к 300 г холодной воды с температурой 10 ° C. Рассчитайте конечную температуру смеси воды. Считайте, что тепло, забираемое контейнером, незначительно.[удельная теплоемкость воды составляет 4200 Дж кг ^-1 ° C ^-1 ]
Решение:

Вопрос 13: Электрический погружной нагреватель мощностью 1250 Вт. Рассчитайте время, в течение которого он будет работать нагрейте 20 кг воды при температуре от 5 ° C до 65 ° C.
Решение:

Вопрос 14: Кусок железа массой 2,0 кг имеет теплоемкость 966 Дж / ° C. Сколько тепла нужно, чтобы нагреть его на 15 ° C?
Решение: m = 2.0 кг, теплоемкость = 966 Дж / ° C

Вопрос 15: Некоторое количество горячей воды было добавлено к трехкратной массе холодной воды при 10 ° C, и полученная температура составила 20 ° C. Какой была температура горячей воды?
Решение: Пусть температура горячей воды будет t ° C, а масса горячей воды = m gm

Требуемое время 1 час, 7 минут, 12 секунд.

Long Numericals

Вопрос 1: Выведите выражение для определения удельной теплоемкости тела (твердого тела) из показаний эксперимента, приведенного ниже:
Решение:

Вопрос 2: A Тело A массы m ₁ вещества с удельной теплоемкостью c ₁ при температуре θ ₁ смешано с телом B массы m ₂ другого вещества с удельной теплоемкостью c ₂ при более низкой температуре θ ₂ .Выведите выражение для температуры смеси. Укажите сделанное предположение, если таковое имеется.
Раствор:

Вопрос 3: Медный калориметр массой 50 г содержит 100 г воды при 20 ° C. Металлический кусок массой 250 г нагревают до 100 ° C и затем опускают в калориметр. Содержимое калориметра хорошо перемешивают, и его конечная максимальная температура составляет 28 ° C. Если удельная теплоемкость воды составляет 4,2 Дж / г ° C, а меди равна 0.4 Дж / г ° C, найдите: (i) тепло, полученное водой, (ii) тепло, полученное калориметром, (iii) общее количество тепла, отдаваемое металлической деталью, и (iv) удельную теплоемкость металла.
Ответ:

Вопрос 4: Масса 40 г латуни с удельной теплоемкостью 0,85 Jg ^-1 K ^-1 нагревается в духовке, а затем быстро превращается в 240 г воды при 30 °. C в калориметре массой 60 г и удельной теплоемкостью 0,4 Дж ^-1 K ^-1 .Если конечная температура 50 ° C. Какая была температура в духовке?
Решение:

Вопрос 5: Горелка Бунзена повышает температуру 500 г воды с 10 ° C до 100 ° C за 5 минут. Какое тепло подается в секунду?
Раствор:

Вопрос 6: 40 г льда при 0 ° C используются для понижения температуры определенной массы воды с 60 ° C до 10 ° C. Найдите массу использованной воды.
[Удельная теплоемкость воды = 4200 Дж кг ^-1 ° C ^-1 ]
[Удельная скрытая теплота плавления льда = 336 × 10 ³ Дж кг ^-1 ]
Раствор: Пусть масса использованной воды = m gm.

Вопрос 7: 250 г воды при 30 ° C находится в медном сосуде массой 50 г. Рассчитайте массу льда, необходимую для понижения температуры сосуда и его содержимого до 5 ° C.
Удельная скрытая теплота плавления льда = 336 × 10 ³ Дж кг ^-1
Удельная теплоемкость медного сосуда = 400 Дж кг ^-1 ° C ^-1
Удельная теплоемкость воды = 4200 Дж кг ^-1 ° C ^-1 .
Раствор:

Вопрос 8: Температура 600 г холодной воды повышается на 15 ° C при добавлении 300 г горячей воды с температурой 50 ° C.Какая была начальная температура?
Раствор:

Вопрос 9: 20 г льда при 0 ° C добавляют к 200 г воды при 20 ° C. Рассчитайте падение температуры без учета теплоемкости емкости. (Удельная скрытая теплота льда = 80 кал / г)
Решение:

Вопрос 10: Определите конечную температуру, когда 80 г воды при 100 ° C смешивают с массой 40 г воды при температуре 25 ° С.
Решение:

Вопрос 11: Нагреватель подает тепло со скоростью 800 Дж / с.Найдите время, необходимое для преобразования 50 г льда при -20 ° C в перегретый пар при 140 ° C. (Дано: удельная теплота льда = 2,1 Дж / г, скрытая теплота льда = 340 Дж / г м3, скрытая теплота пара = 2240 Дж / г м3, удельная теплоемкость пара = 2,1 Дж / г м3 и удельная теплота воды = 4,2 Дж. / г)
Раствор:

Вопрос 12: (i) Расплавленный металл весом 150 г поддерживается при его температуре плавления 800 ° C. Когда ему дают затвердеть при той же температуре, он выделяет 75000 Дж тепла. Что такое зр.скрытая теплота металла?
(ii) Если его sp. теплоемкость 200 Дж / кг-К, сколько дополнительного тепла он отдаст при охлаждении до -50 ° С?
Решение:

Вопрос 13: Тепловая энергия подается с постоянной скоростью на 100 г льда при 0 ° C. Лед превращается в воду при 0 ° C за 2 минуты. Сколько времени потребуется, чтобы поднять температуру воды с 0 ° C до 20 ° C? [Дано: sp. теплоемкость воды 4,2 г ^-1 ° C ^-1 , уд.скрытая теплота льда = 336 Дж / г ^-1 ]
Решение:

Вопрос 14: 50 г льда при 0 ° C добавляют к 300 г жидкости при 30 ° C. Какова будет конечная температура смеси, когда весь лед растает? Удельная теплоемкость жидкости составляет 2,65 Дж ^-1 ° C ^-1 , а у воды — 4,2 Дж / г ^-1 ° C ^-1 . Удельная скрытая теплота плавления льда = 336 Дж ^-1 .
Решение:

Вопрос 15: Рассчитайте общее количество тепла, необходимое для преобразования 100 г льда при 0 ° C в пар при 100 ° C.(Удельная скрытая теплота плавления льда = 336 Дж / г, удельная скрытая теплота испарения пара = 2260 Дж / г, удельная теплоемкость воды = 4,2 Дж / г ° C).
Раствор:

Вопрос 16: Пар при 100 ° C пропускается через 1000 г льда при 0 ° C. Через некоторое время остается 600 г льда при 0 ° C и образуется 450 г воды при 0 ° C. Рассчитайте удельную скрытую теплоту парообразования (Дано: удельная теплоемкость воды = 4200 Дж / кг ° C, удельная скрытая теплота плавления льда = 336000 Дж / кг.)
Раствор:

Вопрос 17: Если нет потерь тепла в окружающую среду, тепло, выделяющееся при конденсации m ₁ г пара при 100 ° C в воду при 100 ° C, может использовать для преобразования m ₂ г льда при 0 ° C в воду при 0 ° C.

Решение:

Вопрос 18: В чайнике мощностью 1,25 кВт содержится 1 кг воды. Предполагая, что удельная теплоемкость воды = 4,2 Дж / г ° C и удельная скрытая теплота испарения = 2260 Дж / г, рассчитайте: (i) время, необходимое для повышения температуры воды с 25 ° C до точки кипения, ( ii) масса воды, которая испаряется из кипящей воды за минуту.
Решение:

Дополнительные ресурсы

Водяное охлаждение для турбонагнетателя — основные преимущества

Действительно ли моему турбо вода нужна? Почему это должно меня волновать?

Инженерам Garrett задают много таких вопросов относительно наших турбокомпрессоров с водяным охлаждением. Многие клиенты сомневаются в необходимости или преимуществах прокладки дополнительных водопроводных труб по бокам от центрального корпуса турбины. Почему бы просто не оставить их? Реальность такова, что турбонагнетатель с водяным охлаждением может быть безнадежно поврежден без надлежащей настройки водопровода.С небольшой предысторией и некоторыми пояснениями того, что водяное охлаждение действительно делает для турбонагнетателей, этот технический документ Garrett, надеюсь, убедит скептика в том, что преимущества водяного охлаждения стоят небольших усилий, необходимых для его правильной настройки.

Что на самом деле делает водяное охлаждение?

Водяное охлаждение повышает механическую прочность и продлевает срок службы турбокомпрессора. Многие турбокомпрессоры разработаны без отверстий для водяного охлаждения и в достаточной степени охлаждаются воздухом и смазочным маслом, которое проходит через них.Другие турбокомпрессоры, такие как многие из линейки шарикоподшипников Garrett GT и GTX, с самого начала проектировались для охлаждения маслом и водой. Как мы можем отличить турбо-двигатель с воздушным / масляным охлаждением от турбонаддува с масляным / водяным охлаждением? Если центральный корпус турбонагнетателя имеет резьбовые отверстия с обеих сторон под углом 90 ° от фланцев впуска / выпуска масла, то он охлаждается водой. Для достижения целевых показателей долговечности, определенных инженерами Garrett при разработке, через него должна протекать вода.

Основное преимущество водяного охлаждения проявляется после выключения двигателя. Тепло, накопленное в корпусе турбины и выпускном коллекторе, «возвращается» в центральную часть турбокомпрессора после остановки. Если вода не будет подана должным образом, это сильное тепло может потенциально разрушить систему подшипников и масляное уплотнение поршневого кольца за турбинным колесом.

Отверстия для воды расположены по обе стороны от центрального корпуса турбины. Вода должна течь через центральный корпус справа налево или слева направо.Если на выбор имеется более двух портов, обязательно используйте по одному с каждой стороны центрального корпуса (не подключайте обе линии с одной стороны).

Как работает водяное охлаждение?

Физический процесс водяного охлаждения турбокомпрессора интересен и работает иначе, чем то, что может показаться очевидным. Это правда, что при нормальной работе двигателя вода протекает через турбокомпрессор в основном за счет давления, создаваемого водяным насосом двигателя. Однако дополнительное явление, известное как «тепловое сифонирование», протягивает воду через центральный корпус турбонагнетателя, если водопроводы проложены правильно, даже после того, как двигатель выключен и водяной насос больше не перекачивает.

Тепло в центральном корпусе передается воде за счет теплопроводности, подобно охлаждающему эффекту, который возникает внутри типичного двигателя с водяным охлаждением (с водяной рубашкой, окружающей каждый цилиндр и проходящей через головку цилиндра). Если воде, протекающей через турбонагнетатель, позволить свободно уйти после поглощения тепла, она поднимется через систему охлаждения, втягивая вместе с собой более прохладную воду в турбонагнетатель. Таким образом, интенсивное тепло, которое возвращается в турбонагнетатель после выключения двигателя, отводится от подшипников и уплотнений и предотвращается от причинения серьезных повреждений без помощи водяного насоса двигателя.

Корпус турбонагнетателя показан в разрезе, с водяной полостью (синий) и масляной полостью (желтый). Водяная полость полностью окружает картридж шарикоподшипника (оранжевый) и имеет отверстия с обеих сторон для впуска и выпуска воды.

Как водяное охлаждение продлевает срок службы турбонагнетателя?

«Поглощение тепла» является серьезным убийцей турбокомпрессоров, и к нему должны серьезно относиться как инженеры турбокомпрессоров, так и пользователи турбонагнетателей. Это разрушительное тепло исходит из выхлопной системы. При интенсивной эксплуатации из-за высоких температур выхлопных газов огромное количество тепла попадает в выпускной коллектор, корпус турбины и рабочее колесо турбины.Эти компоненты разработаны для работы при очень высоких температурах благодаря тщательному проектированию и выбору материалов. Однако часть этого накопленного тепла будет естественным образом проникать в менее теплостойкий центральный корпус, систему подшипников и вал турбонагнетателя за счет теплопроводности, поскольку все эти компоненты находятся в контакте друг с другом. Пока двигатель работает и масло течет через систему подшипников турбины, большая часть передаваемого тепла будет поглощаться маслом, предотвращая повреждение подшипников и сальников.

Когда двигатель останавливается, поток масла прекращается, как и выхлопные газы, проходящие через турбину, но все тепло, накопленное в выпускном коллекторе и корпусе турбины, остается. Это тепло должно куда-то уйти. Его единственные пути выхода должны либо передаваться посредством теплопроводности в центральную секцию турбины и выхлопную трубу, либо излучаться в окружающий воздух под капотом. Небольшое количество тепла будет передаваться окружающему воздуху посредством излучения и конвекции, но большая часть тепла будет проводиться от корпуса турбины в центральный корпус, поскольку центральный корпус имеет более низкую температуру.Кроме того, часть тепла будет проходить от колеса турбины к валу и к системе подшипников.

Во время этой фазы охлаждения турбины и выхлопных газов, поскольку тепло «впитывается» в центральную часть турбины, температура центрального корпуса, сальника, подшипников и любого масла, остающегося в турбине, все выше нормального рабочего режима. температуры, возникающие во время работы двигателя, поскольку поток масла больше не может отводить тепло.Этот эффект усугубляется большим корпусом турбины. Чем больше A / R турбины (и / или массивнее корпус турбины), тем больше тепла сохраняется в корпусе во время работы. Следовательно, существует больший риск повреждения турбонагнетателя во время отвода тепла после отключения.

Сильный жар в выпускном коллекторе и центральном корпусе останется после выключения двигателя и попадет в центральный корпус турбокомпрессора (в направлении желтых стрелок), где может нанести ущерб подшипнику и уплотнениям.

Как турбина может быть повреждена из-за недостаточного охлаждения?

Теперь, когда мы увидели, как работает турбо-водяное охлаждение и с чем оно борется, мы можем начать понимать последствия недостаточного охлаждения. Как подшипниковые системы, так и системы масляных уплотнений могут быть повреждены из-за перегрева. Картриджи с шарикоподшипниками очень прочные и выдерживают многократные злоупотребления, но есть пределы, в которых они могут выжить. Картриджи с шарикоподшипниками состоят из набора внутренних колец, двух наборов шариков и фиксаторов и внешнего кольца.И внутреннее, и внешнее кольца изготовлены из различных марок стали, которые очень прочны и тверды при нормальных условиях эксплуатации, но уменьшаются при слишком высоких температурах. Прочность и твердость типичной дорожки качения шарикового подшипника начинают быстро ухудшаться при температурах выше 300 ° F (150 ° C).

Это может показаться низким, учитывая, что температура выхлопных газов может достигать 1800 ° F (980 ° C) в типичном высокопроизводительном бензиновом двигателе с турбонаддувом, но подшипник надежно защищен несколькими линиями защиты: тепловым кожухом за двигателем. рабочее колесо турбины, уменьшенная площадь контакта между центральным корпусом и корпусом турбины (снижение скорости теплопередачи), масляное и водяное охлаждение во время работы и, наконец, водяное охлаждение после горячих остановов.В частности, если рассматривать водяное охлаждение, то водяная рубашка внутри центрального корпуса турбонагнетателя оборачивается вокруг картриджа шарикового подшипника и предназначена для поддержания температуры шарикоподшипника ниже предельных значений для предотвращения отказа подшипника. Когда вода не используется или подается неправильно, температура подшипников может легко выйти за установленные пределы и привести к увеличению люфта в подшипниках, трению колес турбины и компрессора в их соответствующих корпусах и, в конечном итоге, к катастрофическому отказу турбины.

Помимо деградации материала, высокие температуры подшипников вызывают уменьшение внутренних зазоров в стальном шарикоподшипниковом блоке.Если температура становится слишком высокой и турбокомпрессор работает на более высоких скоростях, чем номинальные, картридж со стальным шарикоподшипником может физически заблокироваться или заклинивать, что приведет к катастрофическому отказу турбонагнетателя. Высокие скорости идут рука об руку с очень высоким давлением наддува, поэтому пользователи турбонаддува, использующие систему высокого наддува, должны внимательно следить за настройкой и состоянием линий водяного охлаждения турбонагнетателя. «Высокий наддув» варьируется от турбо до турбо, но обычно его можно рассматривать как любое значение выше 25 фунтов на кв. Дюйм (1,7 бар).

Шарикоподшипники, поврежденные сильной жарой и высокими турбо-скоростями.Шарикоподшипники с трудом катались по этим поверхностям!

Каждый отдельный шарикоподшипник внутри картриджа с двумя шарикоподшипниками Garrett удерживается на месте фиксатором, и на каждый набор шариков приходится один фиксатор: один на стороне компрессора турбонагнетателя и один на стороне турбины. Повышенные температуры также могут повредить эти фиксаторы, что может привести к резкому перемещению вала (или люфту), трению колес о корпусе и, опять же, к катастрофическому отказу турбины.

Держите фиксаторы подшипников в хорошем состоянии — не переваривайте их!

Перегретый патрон шарикоподшипника, демонтированный фиксатор внизу справа.Кольца подшипников также вороненые и повреждены. Чрезмерный люфт является результатом повреждения фиксатора и обоймы, часто приводящего к трению колеса о корпус и полному отказу турбины.

Недостаточное охлаждение и очень высокие температуры не только опасны для здоровья подшипниковой системы; они также могут разрушить сальники. Когда масло перегревается, оно окисляется и образует «кокс», твердый углеродный остаток, который выглядит как черное налипшее сажистое вещество. Сальники турбокомпрессора не являются обычными резиновыми уплотнениями вала, как на коленчатом валу двигателя, поскольку резиновые уплотнения или уплотнительные кольца не смогут сохранять свои герметизирующие свойства при высоких температурах внутри турбонагнетателя.Вместо этого они представляют собой стальные «поршневые кольца», которые входят в канавки турбовального вала. Они упругие и предназначены для прижатия к отверстию в центральном корпусе, как поршневые кольца в цилиндре двигателя.

Они также должны иметь некоторую свободу движения для правильной работы — необходимо небольшое осевое перемещение (внутрь и наружу в направлении вала). Если перегретое масло превращается в кокс в области уплотнения, канавка уплотнения поршневого кольца может быть заполнена коксом и приведет к чрезмерному сжатию кольца.Это может привести к трению кольца о вал, чего не следует делать. Это ограничение свободного движения в сочетании с перегревом вызовет пластическую деформацию кольца, поскольку оно расширяется наружу в отверстие уплотнения в центральном корпусе. Пластическая (необратимая) деформация известна как схлопывание кольца, и когда турбокомпрессор охлаждается, уплотнение поршневого кольца теряет свою упругость и больше не может функционировать как масляное уплотнение. Таким образом, отсутствие функционального водяного охлаждения может вызвать серьезную утечку масла из центрального корпуса в корпус турбины, что приведет к образованию дыма, поскольку масло сжигается горячими выхлопными газами.

Масляное уплотнительное поршневое кольцо с видимым зазором, обращенное к камере. Слева турбинное колесо, справа вал. Эти детали бывшие в употреблении, но в хорошем состоянии — они не были перегреты и коксового масла не видно.

Аналогичное колесо турбины в сборе с валом, но оно неоднократно перегревалось. Канавка поршневого кольца и канавка маслоотражателя содержат кокс. Если это поршневое кольцо еще не разрушилось, это только вопрос времени. Также видно сильное посинение (обесцвечивание) стального вала справа, что указывает на то, что турбокомпрессор не охлаждается должным образом или работает при температурах, превышающих максимальные номинальные.

Как правильно установить турбокомпрессор с водяным охлаждением?

Повреждающее воздействие отвода тепла от разрушения турбокомпрессора можно предотвратить путем правильной установки водяных линий в системе охлаждения. Водяное охлаждение турбокомпрессора не обязательно должно быть сложным проектом. Гидравлические трубопроводы турбонагнетателя должны быть подключены к существующей системе охлаждения двигателя и могут быть отведены от трубопроводов нагревателя, если они все еще присутствуют в автомобиле и это удобно.Охлаждающую жидкость двигателя (антифриз) можно использовать без каких-либо проблем — турбокомпрессоры Garrett с водяным охлаждением проходят испытания на теплоотдачу с использованием типичной смеси воды и антифриза 50/50 при температуре 196 ° F (91 ° C). Чтобы получить максимальную выгоду от водяного охлаждения, центральный корпус турбокомпрессора должен быть повернут вокруг центральной оси (вала) так, чтобы водяные каналы находились под углом примерно 20 ° к горизонтали. Это необходимо для усиления эффекта теплового сифона, о котором говорилось ранее.

Входная вода (более холодная сторона, из системы охлаждения двигателя) должна подаваться в нижний из двух отверстий после поворота корпуса. Более горячая выходная вода, возвращающаяся обратно в систему охлаждения двигателя, должна быть подключена к более высокому отверстию и позволить течь «в гору» до самого места, где она встречается с системой охлаждения. На этой обратной линии не должно быть перегибов вверх / вниз или «ловушек». Любая сторона турбонагнетателя может использоваться в качестве выпускного отверстия — водяной сердечник рассчитан на поток в любом направлении.Правильное выполнение водопровода таким образом, когда более холодная вода поступает со стороны низкого давления во вращающийся центральный корпус и выходит из верхней стороны, уменьшит образование воздушных карманов и обеспечит неограниченный поток во время периода теплового сифона после выключения двигателя. вниз. В полной мере будет реализован эффект теплового сифона, а внутренние турбо-температуры будут сведены к минимуму. Лабораторные испытания компании Garrett показали, что пиковые температуры в центральном корпусе могут быть снижены на целых 90 ° F (50 ° C), когда центральный корпус вращается, чтобы позволить более горячей воде на выходе уйти из верхнего порта.Поворот корпуса более чем на 20 ° от горизонтали может дополнительно немного снизить температуру, но может также затруднить слив масла, поэтому придерживайтесь максимума 20 °.

Поперечный разрез центрального корпуса, показывающий картридж подшипника в центре, впускное и сливное отверстия для масла и отверстия для воды с обеих сторон. Центральный корпус следует повернуть на 20 ° от горизонтали в любом направлении для обеспечения эффективного теплового сифона.

График, показывающий пиковую температуру центрального корпуса в зависимости от ориентации центрального корпуса, измеренный во время испытания на обратное нагревание.Зеленая зона справа показывает более низкие температуры, вызванные правильной настройкой водяной линии, с выходным отверстием выше, чем входным. Красная зона слева показывает резкое повышение температуры, поскольку корпус вращается в «неправильном» направлении, при этом выходное отверстие для воды находится ниже, чем входное.

Можно успешно использовать множество различных типов водоводов, но есть несколько рекомендаций, которым следует следовать при их выборе. Обязательно используйте шланги или трубопроводы, которые рассчитаны на температуру, по крайней мере, настолько высокую, насколько это возможно при температуре охлаждающей жидкости двигателя, которая в некоторых случаях может достигать 250 ° F (121 ° C) или выше.Трубопроводы или шланги должны быть совместимы с водой и антифризом, и большинство из них. Фитинги типа AN (угол 37 °) рекомендуются для легкой установки и герметичности систем. Многие дистрибьюторы предлагают различные переходники для водяных портов Garrett. Могут использоваться как жесткие стальные линии, так и гибкие, но необходимо следить за тем, чтобы жесткие стальные линии не подвергались разрушительной вибрации. Когда двигатель работает, будет нормальная вибрация двигателя, но также будет движение линий, поскольку двигатель вращается на своих опорах во время высокого выходного крутящего момента.

Жесткие стропы без какого-либо гибкого участка между их концами могут треснуть или погнуться из-за вращения двигателя или утомиться из-за нормальной вибрации двигателя, в зависимости от того, как они проложены. Треснувшие жесткие стропы приведут к утечкам охлаждающей жидкости, поэтому при использовании жестких строп следует уделять особое внимание движению и вибрации. Большинство автомобильных двигателей имеют водяное охлаждение, а это означает, что установка турбокомпрессора с водяным охлаждением должна быть довольно простой. Однако двигатели с воздушным охлаждением существуют в транспортных средствах с высокими характеристиками и могут вызвать дополнительную работу для тех, кто использует их в сочетании с турбонагнетателем с водяным охлаждением.В идеале должна быть построена отдельная система водяного охлаждения с резервуаром, небольшим радиатором и, возможно, электрическим водяным насосом. Если эффект теплового сифона является приоритетным при прокладке трубопроводов и размещении резервуара, водяной насос может не понадобиться, поскольку тепло внутри турбонагнетателя, естественно, будет работать для циркуляции охлаждающей воды через систему. В случае сомнений настоятельно рекомендуется внимательно следить за температурой охлаждающей жидкости с помощью датчиков и / или регистрировать данные, чтобы убедиться, что система работает надлежащим образом и на турбокомпрессор подается вода или охлаждающая жидкость с температурой ниже примерно 250 ° F (121 ° C) на входе. сторона.

Транспортные средства с чрезвычайно низкой температурой выхлопных газов и без системы водяного охлаждения (например, маломощные дизели или специально разработанные драгстеры, работающие на метаноле / спирте), могут не требовать системы водяного охлаждения для турбонагнетателя. В этом случае необходимо внимательно следить за состоянием всех компонентов турбины, чтобы гарантировать, что подшипники остаются в хорошем состоянии и не образуется масляный кокс. Если сомневаетесь, установите простую систему водяного охлаждения. Таким образом, водяное охлаждение является важным и довольно простым требованием для турбокомпрессоров, оборудованных водяными портами.Последствия перегрева турбокомпрессора с водяным охлаждением могут быть очень разрушительными, и награда за продуманно продуманную систему водяного охлаждения в хорошем рабочем состоянии — турбокомпрессор, который сможет прожить максимально долгий срок службы в чрезвычайно сложных условиях, которые он должен терпеть. Приложив скромные усилия, чтобы проложить водопровод к своему турбо-двигателю, вы даете ему шанс выжить в своем высокопроизводительном автомобиле.

Контрольный список для установки водяного охлаждения

1. Поверните (по часовой стрелке) центральный корпус на 20 ° от горизонтали в любом направлении после установки турбонаддува
2. Выберите подходящие места для прикосновения к системе охлаждения автомобиля.Турбонагнетатель может быть подсоединен к трубопроводу нагревателя или шлангу нагревателя, если это удобно.
3. Убедитесь, что вода всегда течет через турбонагнетатель независимо от того, открыт или закрыт клапан нагревателя.
4. Посетите сайт www.garrettmotion.com или каталог Garrett, чтобы найти спецификации резьбы водяного патрубка для вашего конкретного турбокомпрессора
5. Выберите линии и адаптеры на основе резьбы портов и желаемой компоновки в автомобиле
6. Подайте более холодную (входящую) воду в нижний порт на центральном корпусе
7. Пропустите более горячую (выходную) воду из верхнего порта на центральном корпусе
8. Убедитесь, что в выходной линии, ведущей обратно в систему охлаждения, нет неровностей вверх / вниз.
9. Если где-либо в системе используются жесткие линии, используйте гибкие секции, чтобы предотвратить растрескивание из-за вибрации или крутящего момента двигателя.
10. Используйте шайбы для уплотнения соединения с отверстиями для воды в центральном корпусе
11. При заправке системы охлаждения после установки турбонагнетателя часто проверяйте уровень охлаждающей жидкости и доливайте при необходимости
12. Убедитесь, что система охлаждения полностью удалена, и в ней не осталось воздушных карманов
13. Если двигатель имеет воздушное охлаждение, внимательно рассмотрите возможность использования отдельной системы водяного охлаждения при использовании турбонагнетателя с водяным охлаждением.

Процесс нагрева паром — расчет нагрузки

Обычно паровой нагрев используется для

• изменения температуры продукта или жидкости
• поддержания температуры продукта или жидкости

Преимущество пара заключается в большом количестве передаваемая тепловая энергия. Энергия, выделяемая при конденсации пара в воду, находится в диапазоне 2000-2250 кДж / кг (в зависимости от давления) — по сравнению с водой с 80-120 кДж / кг (с разницей температур 20-30 ^o С ).

Изменение температуры продукта — нагрев продукта паром

Количество тепла, необходимое для повышения температуры вещества, может быть выражено как:

Q = mc _p dT (1)

, где

Q = количество энергии или тепла (кДж)

м = масса вещества (кг)

c _p = удельная теплоемкость вещества (кДж / кг ^o C) — Свойства материалов и теплоемкость обычных материалов

dT = повышение температуры вещества ( ^o C)

Имперские единицы? — Проверьте конвертер единиц!

Это уравнение можно использовать для определения общего количества тепловой энергии для всего процесса, но оно не принимает во внимание скорость передачи тепла , которая составляет:

• количество тепловой энергии, переданной в единицу времени

В приложениях без проточного типа нагревается фиксированная масса или единичная партия продукта.В приложениях проточного типа продукт или жидкость нагревается, когда она постоянно течет по теплопередающей поверхности.

Непоточный или периодический нагрев

В непроточных приложениях технологическая жидкость хранится в виде единой партии в резервуаре или емкости. Паровой змеевик или паровая рубашка нагревают жидкость от низкой до высокой температуры.

Средняя скорость теплопередачи для таких приложений может быть выражена как:

P = mc _p dT / t (2)

, где

P = средняя скорость теплопередачи или мощность (кВт (кДж / с))

м = масса продукта (кг)

c _p = удельная теплоемкость продукта (кДж / кг. ^o C) — Свойства материалов и теплоемкость обычные материалы

dT = Изменение температуры жидкости ( ^o C)

t = общее время, в течение которого процесс нагрева происходит (секунды)

Пример — Время, необходимое для нагрева воды с прямым впрыском пара

Время, необходимое для нагрева 75 кг воды (c _p = 4,2 кДж / кг ^o C) от температуры 20 ^o C до 75 ^o C с паром, произведенным из котла мощностью 200 кВт (кДж / с) можно рассчитать, преобразовав уравнение.От 2 до

t = mc _p dT / P

= (75 кг) (4,2 кДж / кг ^o C) ((75 ^o C) — (20 ^o C) ) / (200 кДж / с)

= 86 с

Примечание! — когда пар впрыскивается непосредственно в воду, весь пар конденсируется в воду, и вся энергия пара передается мгновенно.

При нагреве через теплообменник имеет значение коэффициент теплопередачи и разница температур между паром и нагретой жидкостью.Повышение давления пара увеличивает температуру и увеличивает теплопередачу. Время нагрева уменьшено.

Общее потребление пара может увеличиваться — из-за более высоких тепловых потерь или уменьшаться — из-за более короткого времени нагрева, в зависимости от конфигурации реальной системы.

Процессы проточного или непрерывного нагрева

В теплообменниках поток продукта или жидкости непрерывно нагревается.

Преимуществом пара является однородность температуры поверхности нагрева, поскольку температура поверхностей нагрева зависит от давления пара.

Средняя теплопередача может быть выражена как

P = c _p dT m / t (3)

, где

P = средняя скорость теплопередачи (кВт (кДж / с) ))

м / т = массовый расход продукта (кг / с)

c _p = удельная теплоемкость продукта (кДж / кг. ^o C)

dT = изменение температуры жидкости ( ^o C)

Расчет количества пара

Если нам известна скорость теплопередачи — количество пара можно рассчитать:

м _с = P / ч _e (4)

где

м _с = масса пара (кг / с)

P = расчетная теплопередача (кВт)

ч _e = энергия испарения пара (кДж / кг)

Энергию испарения при различных давлениях пара можно найти в таблице пара с единицами СИ или в таблице Steam с британскими единицами измерения.

Пример — периодический нагрев паром

Количество воды нагревается паром 5 бар (6 бар абс.) от температуры 35 ^o C до 100 ^o C за период 20 минут (1200 секунд) . Масса воды 50 кг, и удельная теплоемкость воды 4,19 кДж / кг. ^o С .

Скорость теплопередачи:

P = (50 кг) (4,19 кДж / кг ^o C) ((100 ^o C) — (35 ^o C)) / (1200 с)

= 11.35 кВт

Количество пара:

м _с = (11,35 кВт) / (2085 кДж / кг)

= 0,0055 кг / с

= 19,6 кг / ч

Пример — Непрерывный нагрев паром

Вода течет с постоянной скоростью 3 л / с нагревается от 10 ^o C до 60 ^o C паром при 8 бар (9 бар абс) .

Расход тепла можно выразить как:

P = (4.19 кДж / кг. ^o C) ((60 ^o C) — (10 ^o C)) (3 л / с) (1 кг / л)

= 628,5 кВт

Расход пара может можно выразить как:

м _с = (628,5 кВт) / (2030 кДж / кг)

= 0,31 кг / с

= 1115 кг / ч

Реакция термитов: алюминий реагирует с оксидом железа (III)

Эту химическую реакцию можно использовать для демонстрации экзотермической реакции, однократной реакции замещения или окислительно-восстановительной реакции, а также связи между ∆H, рассчитанной для этой реакции с использованием теплоты образования и закона Гесса и расчета ∆H для этой реакции с использованием q _rxn = mc∆T и молей ограничивающего реагента.Эта реакция также иллюстрирует роль энергии активации в химической реакции. Термитная смесь должна быть нагрета до высокой температуры, прежде чем она вступит в реакцию.

Чтобы определить, сколько тепловой энергии выделяется в этой реакции, можно использовать значения теплоты пласта и закон Гесса.

http://www.ilpi.com/genchem/demo/thermite/index.html

Вещество	H f o (кДж / моль)
Fe 2 O 3 (т)	-822.2
Al (s)	0
Al 2 O 3 (s)	-1,669,8
Fe (s)	0

По определению, H _f ^o элемента в его стандартном состоянии равно нулю.

2 Al (s) + Fe ₂ O ₃ (s) -> 2Fe (s) + Al ₂ O ₃ (s)

H для этой реакции представляет собой сумму H _f ^o s продуктов — сумма H _f ^o s реагентов (умножение каждого на их стехиометрический коэффициент в уравнении сбалансированной реакции), т.е.e .:

H ^o _rxn = (1 моль) (H _f ^o _Al2O3 ) + (2 моль) (H _f ^o _Fe ) — (1 моль ) (H _f ^o _Fe2O3 ) — (2 моль) (H _f ^o _Al )

H ^o _rxn = (1 моль) (- 1,669,8 кДж / моль ) + (2 моль) (0) — (1 моль) (- 822,2 кДж / моль) — (2 моль) (0 кДж / моль)

H ^o _rxn = -847,6 кДж

Плавление температура железа составляет 1530 ° C (или 2790 ° F).

Цели обучения

1. Химическая реакция в этой демонстрации является примером экзотермической реакции, ∆H _rxn отрицательна.

2. Чтобы инициировать эту реакцию, необходимо подвести энергию активации (тепло).

3. В результате химической реакции выделяется тепло, и «окружающая среда» получает тепло.

4. Значения теплоты пласта, ∆H ° _f , можно использовать для расчета ∆H этой реакции с использованием закона Гесса.

5.∆H этой реакции можно оценить, измерив массу термитной смеси, зная начальную и конечную температуру и удельную теплоемкость, вычислив q _{реакции} , а затем вычислив ∆H _{реакции} .

6. Эта реакция иллюстрирует металлургию железа.

Эту демонстрацию может проводить только обученный демонстратор лекций по химии. Химическая реакция в этой демонстрации очень экзотермична, поэтому необходимо соблюдать крайние меры безопасности, чтобы минимизировать риск для членов аудитории.