1. Запишите правильное утверждение, вставив недостающее слово: Чем больше скорость молекул, тем… …температура. 2. Какое количество теплоты нужно затратить чтобы нагреть медную деталь массой 2 кг на 10 °С? 3. Какое количество теплоты нужно затратить, чтобы расплавить 10 г золота при температуре 240C? 4. Сколько теплоты надо отвести от воды массой 1000 г при температуре 20 °С, чтобы она превратилась в лед с температурой -2 °С? 5. Сколько надо сжечь каменного угля, чтобы испарить 0,2 кг воды при температуре кипения (считать, что 50% энергии топлива идет на испарение)?

Чем больше скорость молекул, тем выше температура.

Для нагрева медной детали массой 2 кг на 10 °C можно использовать формулу:

\( Q = mc\Delta T \),

где \( m \) — масса, \( c \) — удельная теплоёмкость меди (приблизительно 385 Дж/(кг·°C)), \( \Delta T \) — изменение температуры.

Подставим значения:

\( Q = 2 \, \text{кг} \times 385 \, \text{Дж/(кг·°C)} \times 10 \, \text{°C} = 7700 \, \text{Дж} \).

Таким образом, потребуется 7700 Дж теплоты.

Чтобы расплавить 10 г золота при температуре 240 °C, используем формулу для теплоты плавления:

\( Q = mL \),

где \( m \) — масса (0,01 кг), \( L \) — удельная теплота плавления золота (приблизительно 63,0·10^3 Дж/кг).

Подставим значения:

\( Q = 0,01 \, \text{кг} \times 63,0 \times 10^3 \, \text{Дж/кг} = 630 \, \text{Дж} \).

Необходимо затратить 630 Дж теплоты для плавления золота.

Чтобы отвести тепло от воды массой 1000 г (1 кг) при температуре 20 °C, чтобы она превратилась в лед с температурой -2 °C, необходимо учесть два этапа:

1. охлаждение воды до 0 °C,
2. замерзание воды.

Для охлаждения:

\( Q_1 = mc\Delta T_1 = 1 \, \text{кг} \times 4200 \, \text{Дж/(кг·°C)} \times (0 - 20) \, \text{°C} = -84\,000 \, \text{Дж} \).

Для замерзания (используем удельную теплоту конденсации воды \( L_f = 334\,000 \, \text{Дж/кг} \)):

\( Q_2 = mL_f = 1 \, \text{кг} \times 334\,000 \, \text{Дж/кг} = 334\,000 \, \text{Дж} \).

Общая теплота:

\( Q_{\text{total}} = |Q_1| + Q_2 = 84\,000 + 334\,000 = 418\,000 \, \text{Дж} \).

Нужно отвести 418000 Дж теплоты.

Для определения, сколько каменного угля нужно сжечь, чтобы испарить 0,2 кг воды, можно использовать следующие данные:

Удельная теплота парообразования воды \( L_{vaporization} \approx 2,26 \times 10^6 \, \text{Дж/кг} \).

Общее количество теплоты для испарения:

\( Q = mL_{vaporization} \)

Подставим значения:

\( Q = 0,2 \, \text{кг} \times 2,26 \times 10^6 \, \text{Дж/кг} = 452\,000 \, \text{Дж} \).

Поскольку 50% энергии топлива идет на испарение, общее количество теплоты, необходимое, составит:

\( Q_{\text{total}} = \frac{452\,000}{0,5} = 904\,000 \, \text{Дж} \).

Этого количества теплоты нужно получить, сжигая каменный уголь.