114 РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА ТЕПЛОТЫ ПРИ НАГРЕВАНИИ И ОХЛАЖДЕНИИ ВЕЩЕСТВА. ГОРЕНИЕ. ПЛАВЛЕНИЕ Контрольная работа 1 Вариант 1 1. Единицей удельной теплоты плавления вещества в СИ…
114 РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА ТЕПЛОТЫ ПРИ НАГРЕВАНИИ И ОХЛАЖДЕНИИ ВЕЩЕСТВА. ГОРЕНИЕ. ПЛАВЛЕНИЕ Контрольная работа 1 Вариант 1 1. Единицей удельной теплоты плавления вещества в СИ является: а) 1 Дж кг С ; б) 1 Дж; в) 1 Дж кг ; г) 1 Дж qC . 2. Определите участок графика зависимости температуры вещества от времени, соответствующий процессу охлаждения вещества (см. рис.). 3. Какое количество теплоты выделится при кристаллизации и ох- лаждении до температуры t 20 qС алюминия массой m 80 г, находящегося при температуре плавления? Удельная тепло- емкость алюминия с 9,2 · 102 Дж кг C , температура плавления алюминия tпл 660 qС, удельная теплота плавления алюминия O 3,9 · 105 Дж кг 4. На сколько изменится температура воды объемом V1 380 мл, если она получит всю энергию, выделившуюся при охлаждении медного цилиндра массой m2 0,15 кг от температуры t1 90 qС до темпера- туры t2 20 qС? Удельная теплоемкость воды с1 4,2 · 103 Дж кг C , удельная теплоемкость меди с2 3,8 · 102 Дж кг C , плотность воды U 1,0 · 103 кг м3逐轚
Давайте подробно разберем ваши вопросы по расчету количества теплоты при нагревании и охлаждении веществ, а также процессам плавления и горения.
1. Единица удельной теплоты плавления вещества в системе СИ:
Правильный ответ: в) 1 Дж/(кг·°C). Удельная теплота плавления измеряется в джоулях на килограмм (Дж/кг) и показывает количество энергии, необходимое для плавления 1 кг вещества без изменения его температуры.
2. Участок графика зависимости температуры вещества от времени, соответствующий процессу охлаждения:
Для определения участка графика, отвечающего за охлаждение вещества, нужно понять, что температура вещества будет снижаться с течением времени. Обычно на графике это участок, где линия идет вниз (от максимальной температуры к более низкой). Когда вещество охлаждается, это будет видно в виде наклонной линии, направленной вниз по оси температуры.
3. Количество тепла, выделяющееся при кристаллизации и охлаждении алюминия:
Для решения этого пункта сначала нужно рассчитать количество теплоты, которое выделится при кристаллизации алюминия:
Количество теплоты при кристаллизации: \[ Q_к = m \cdot L \] где \( m = 0.08 \, \text{кг} \) (80 г), а \( L \) – удельная теплота плавления алюминия \( L = 3.9 \times 10^5 \, \text{Дж/кг} \). \[ Q_к = 0.08 \cdot 3.9 \times 10^5 = 31200 \, \text{Дж} \]
Количество теплоты при охлаждении: \[ Q_о = m \cdot c \cdot \Delta T \] где \( c = 9.2 \times 10^2 \, \text{Дж/(кг·°C)} \) и \( \Delta T = t_{пл} - t_{ок} = 660 - 20 = 640 \, °C \). \[ Q_о = 0.08 \cdot 9.2 \times 10^2 \cdot 640 = 47104 \, \text{Дж} \]
Итак, общее количество теплоты, выделяющееся при кристаллизации и охлаждении алюминия, равно: \[ Q_{общ} = Q_к + Q_о = 31200 + 47104 = 78304 \, \text{Дж} \]
4. Изменение температуры воды:
Для нахождения изменения температуры воды, можно использовать принцип сохранения энергии. Энергия, выделившаяся при охлаждении меди, будет равна теплоте, которую получает вода.
Количество теплоты, выделяемое медным цилиндром: \[ Q_м = m_2 \cdot c_2 \cdot (t_1 - t_2) \] где:
- \( m_2 = 0.15 \, \text{кг} \)
- \( c_2 = 3.8 \times 10^2 \, \text{Дж/(кг·°C)} \)
- \( t_1 = 90 \, °C \)
- \( t_2 = 20 \, °C \)
Подставляем значения: \[ Q_м = 0.15 \cdot 3.8 \times 10^2 \cdot (90 - 20) = 0.15 \cdot 3.8 \times 10^2 \cdot 70 \] \[ Q_м = 0.15 \cdot 380 \cdot 70 = 3975 \, \text{Дж} \]
Изменение температуры воды: \[ Q_в = V_1 \cdot \rho \cdot c_1 \cdot \Delta T \] где \( V_1 = 0.38 \, \text{м}^3 \) (переведем 380 мл в м³), \( \rho = 1.0 \times 10^3 \, \text{кг/м}^3 \), \( c_1 = 4.2 \times 10^3 \, \text{Дж/(кг·°C)} \).
Подставим значения и решим для \(\Delta T\): \[ 3975 = 0.38 \cdot 1.0 \times 10^3 \cdot 4.2 \times 10^3 \cdot \Delta T \] \[ 3975 = 1596 \cdot \Delta T \] \[ \Delta T = \frac{3975}{1596} \approx 2.49 \, °C \]
Таким образом, температура воды изменится приблизительно на 2.49 °C.
Если у вас есть дополнительные вопросы или нужна помощь с другими задачами, не стесняйтесь обращаться!
