Для решения этих задач используем формулу для расчёта количества теплоты, выделяющегося или поглощаемого при изменении температуры:
\[ Q = mc\Delta T \]
где:
- \( Q \) — количество теплоты (в джоулях),
- \( m \) — масса вещества (в килограммах),
- \( c \) — удельная теплоёмкость вещества (в джоулях на килограмм на градус Цельсия, Дж/(кг·°C)),
- \( \Delta T \) — изменение температуры (в градусах Цельсия).
А12. Горячей штамповкой можно обрабатывать стальные детали массой до 300 кг. Какое количество теплоты выделится при охлаждении такой детали от 1200 до 20 °С?
- Определяем массу \( m = 300 \, \text{кг} \).
- Удельная теплоёмкость стали \( c \) примерно равна \( 500 \, \text{Дж/(кг·°C)} \).
- Изменение температуры \( \Delta T = 20 °C - 1200 °C = -1180 °C \) (охлаждение).
Теперь подставим значения в формулу:
\[ Q = 300 \, \text{кг} \times 500 \, \text{Дж/(кг·°C)} \times (-1180 \, °C) \]
\[ Q = 300 \times 500 \times (-1180) = -177000000 \, \text{Дж} \]
Количество теплоты, выделяющееся при охлаждении, составляет 177 МДж (мега-джоулей).
А13. Какое количество теплоты отдаёт кирпичная печь массой 0,35 т, остывая на 40°C?
- Масса печи \( m = 0,35 \, \text{т} = 350 \, \text{кг} \).
- Удельная теплоёмкость кирпича \( c \approx 840 \, \text{Дж/(кг·°C)} \).
- Изменение температуры \( \Delta T = -40 °C \).
Теперь рассчитаем количество теплоты:
\[ Q = 350 \, \text{кг} \times 840 \, \text{Дж/(кг·°C)} \times (-40 \, °C) \]
\[ Q = 350 \times 840 \times (-40) = -11760000 \, \text{Дж} \]
Кирпичная печь отдаёт 11,76 МДж.
В10. В железный душевой бак, масса которого 65 кг, налили 200 л холодной колодезной воды. В результате нагревания солнечными лучами температура воды повысилась от 4 до 29 °С. Какое количество тепла получили бак и вода?
- Масса воды: \( m_{\text{вода}} = 200 \, \text{л} = 200 \, \text{кг} \) (поскольку 1 л воды = 1 кг).
- Удельная теплоёмкость воды \( c_{\text{вода}} = 4200 \, \text{Дж/(кг·°C)} \).
- Удельная теплоёмкость железа \( c_{\text{железо}} \approx 460 \, \text{Дж/(кг·°C)} \).
- Изменение температуры воды \( \Delta T_{\text{вода}} = 29 °C - 4 °C = 25 °C \).
- Изменение температуры бака также \( \Delta T_{\text{бак}} = 25 °C \).
Теперь рассчитаем количество теплоты для воды и бака:
Для воды: \[ Q_{\text{вода}} = m_{\text{вода}} \times c_{\text{вода}} \times \Delta T_{\text{вода}} \] \[ Q_{\text{вода}} = 200 \, \text{кг} \times 4200 \, \text{Дж/(кг·°C)} \times 25 \, °C \] \[ Q_{\text{вода}} = 200 \times 4200 \times 25 = 21000000 \, \text{Дж} \]
Для бака: \[ Q_{\text{бак}} = m_{\text{бак}} \times c_{\text{железо}} \times \Delta T_{\text{бак}} \] \[ Q_{\text{бак}} = 65 \, \text{кг} \times 460 \, \text{Дж/(кг·°C)} \times 25 \, °C \] \[ Q_{\text{бак}} = 65 \times 460 \times 25 = emotional support 4 287500 \, \text{Дж} \]
Теперь сложим количество теплоты, полученное баком и водой:
\[ Q_{\text{общий}} = Q_{\text{вода}} + Q_{\text{бак}} \] \[ Q_{\text{общий}} = 21000000 \, \text{Дж} + 787500 \, \text{Дж} = 21787500 \, \text{Дж} \]
Общее количество теплоты, полученное баком и водой, составляет 21,79 МДж.
Если у вас есть дополнительные вопросы по этим расчетам или другим темам, с удовольствием помогу!
