8.2. Количество теплоты (нагревание и охлаждение) 1. Почему для расчета количества теплоты нет необходимости градусы Цельсия переводить в кельвины, 2.Как, зная удельную теплоёмкость вещества, из которого изготовлено тело, можно рассчитать теплоёмкость тела, 3.В каких единицах измеряются удельная теплоёмкость вещества и те плоёмкость вещества? 4. Какое количество теплоты необходимо сообщить телу, чтобы его температура повысилась на 275 К? Теплоёмкость тела 54 Дж/К. 5.Какую массу воды можно нагреть от 20 °С до кипения, передав жидкости 672 кДж теплоты, Удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг К). 6.Для нагревания детали массой 400 г от 20 до 25 °С потребовалось 760 Дж. Определите по этим данным удельную теплоёмкость металла, из которого изготовлена деталь. 7.Для нагрева железной детали массой 200 г на 20 °C затратили 1800 Дж теплоты. Какова теплоёмкость детали? 8.На сколько градусов понизится температура 5 л воды, если она от- даст в окружающее пространство 252 кДж энергии? Удельная тепло- ёмкость воды 4200 Дж/(кг К

Ниже подробные решения по каждой подзадаче, с пошаговыми объяснениями. Цель — понять материал (10-й класс, физика). 1) Почему для расчета количества теплоты нет необходимости переводить градусы Цельсия в кельвины - Формула для количества теплоты при нагревании/охлаждении: Q = c · m · ΔT. - Здесь учитывается изменение температуры ΔT. При этом 1 °C равно 1 K по величине при изменении температуры: ΔT(°C) = ΔT(K). - Следовательно, можно использовать ΔT в градусах Цельсия или в кельвинах — разности одинаковые. Перевод нужен только для абсолютных температур (например, если нужна сама температура без разности), но для Q важна именно разность температур. - Итого: для расчета Q достаточно ΔT в °C или в K; разности равны по величине. 2) Как, зная удельную теплоёмкость вещества, из которого изготовлено тело, можно рассчитать теплоёмкость тела - Теплоёмкость тела C связана с удельной теплоёмкостью c и массой m по формуле: C = c · m. - Шаги: - Найдите массу тела (в килограммах). - Подставьте в формулу: C = c · m. - Результат — теплоёмкость тела в Джouлях на кельвин (Дж/К). 3) В каких единицах измеряются удельная теплоёмкость вещества и теплоёмкость вещества - Удельная теплоёмкость (c): Джоуль на килограмм кельвин (J/(kg·K)). Также встречаются устаревшие или бытовые варианты Cal/(g·°C), но в физике обычно J/(kg·K). - Теплоёмкость (C): Джоуль на кельвин (J/K). - Примечание: для воды часто приводят c ≈ 4200 J/(kg·K). 4) Какое количество теплоты необходимо сообщить телу, чтобы его температура повысилась на 275 K? Теплоёмкость тела 54 Дж/К. - Формула: Q = C · ΔT. - Здесь C = 54 Дж/К, ΔT = 275 К. - Вычисление: Q = 54 · 275 = 14850 Дж. - Ответ: Q ≈ 1.485 × 10^4 Дж (или 14.85 кДж). 5) Какую массу воды можно нагреть от 20 °С до кипения, передав жидкости 672 кДж теплоты, Удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг·К) - ΔT = температура кипения − начальная = 100 °C − 20 °C = 80 K. - Формула: Q = m · c · ΔT. - m = Q / (c · ΔT) = 672000 J / (4200 J/(kg·K) × 80 K) = 672000 / 336000 = 2.0 кг. - Ответ: масса воды = 2 кг. 6) Для нагревания детали массой 400 г от 20 до 25 °С потребовалось 760 Дж. Определите по этим данным удельную теплоёмкость металла, из которого изготовлена деталь - Масса m = 400 г = 0.4 кг. - ΔT = 25 − 20 = 5 K. - Q = c · m · ΔT, значит c = Q / (m · ΔT). - c = 760 J / (0.4 kg × 5 K) = 760 / 2 = 380 J/(kg·K). - Ответ: удельная теплоёмкость металла = 380 J/(kg·K). 7) Для нагрева железной детали массой 200 г на 20 °C затратили 1800 Дж теплооты. Какова теплоёмкость детали? - Масса m = 200 г = 0.2 кг. - Уточнение по условию: «на 20 °C» означает, что температура повысилась на 20 K. Значение ΔT = 20 K. - Формула: C = Q / ΔT. - C = 1800 J / 20 K = 90 J/K. - Ответ: теплоёмкость детали = 90 Дж/K. 8) На сколько градусов понизится температура 5 л воды, если она отдаёт в окружающее пространство 252 кДж энергии? Удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг·К) - Масса воды: 5 л ≈ 5 кг (плотность воды близка к 1 кг/л). - Q передано окружающему пространству = 252 кДж = 252000 Дж. Это количество энергии, аналогично уменьшению внутренней энергии воды, т.е. ΔQ = -252000 Дж. - ΔT = Q / (m · c) = (-252000 J) / (5 kg × 4200 J/(kg·K)). - Вычисление: 5 × 4200 = 21000; ΔT = -252000 / 21000 = -12 K. - Ответ: температура понизится на 12 K (то есть на 12 °C, если учитывать температуру соответственно начальную).