Краткие ответы
- 1011: \(Q=15{,}4\ \text{МДж}\).
- 1012: \(Q\approx19\ \text{МДж}\).
- 1013 а): \(Q\approx19\ \text{Дж}\).
- 1013 б): внутренняя энергия увеличилась на \(1{,}11\ \text{МДж}\).
- 1014: \(Q=13{,}2\ \text{МДж}\).
- 1015: \(Q\approx5{,}19\cdot10^5\ \text{Дж}=519\ \text{кДж}\).
Используем формулу нагревания или охлаждения:
\[ Q=cm\Delta t. \]
Для воздуха при постоянном давлении используем \(c_p=1000\ \text{Дж/(кг·°C)}\), а при постоянном объёме — данное в условии \(c_V=720\ \text{Дж/(кг·°C)}\). Плотность воздуха принимаем \(\rho=1{,}29\ \text{кг/м}^3\).
| № | Дано | Решение |
|---|---|---|
| 1011 | \(m=0{,}35\ \text{т}=350\ \text{кг}\); кирпич: \(c=880\ \text{Дж/(кг·°C)}\); \(\Delta t=50\ ^\circ\text{C}\) | Печь остывает, поэтому количество отданной теплоты: \[\ Q=cm\Delta t. \] \[\ Q=880\cdot350\cdot50=15\,400\,000\ \text{Дж}. \] |
| Ответ: печь отдаст \(\boxed{15{,}4\ \text{МДж}}\). | ||
| 1012 | \(m=32\ \text{кг}\); \(t_1=1115^\circ\text{C}\); \(t_2=15^\circ\text{C}\); чугун: \(c=540\ \text{Дж/(кг·°C)}\) | Изменение температуры: \[\Delta t=t_1-t_2=1115-15=1100^\circ\text{C}.\] \[\ Q=cm\Delta t=540\cdot32\cdot1100=19\,008\,000\ \text{Дж}. \] |
| Ответ: выделилось \(\boxed{19\ \text{МДж}}\) теплоты. | ||
| 1013 а) | \(V=0{,}5\ \text{л}=5\cdot10^{-4}\ \text{м}^3\); \(t_1=0^\circ\text{C}\); \(t_2=30^\circ\text{C}\); \(c_p=1000\ \text{Дж/(кг·°C)}\); \(\rho=1{,}29\ \text{кг/м}^3\) | Сначала найдём массу воздуха: \[\ m=\rho V=1{,}29\cdot5\cdot10^{-4}=6{,}45\cdot10^{-4}\ \text{кг}. \] \[\Delta t=30-0=30^\circ\text{C}.\] \[\ Q=c_pm\Delta t=1000\cdot6{,}45\cdot10^{-4}\cdot30=19{,}35\ \text{Дж}. \] |
| Ответ: воздух получил \(\boxed{\approx19\ \text{Дж}}\) теплоты. | ||
| 1013 б) | \(V=60\ \text{м}^3\); \(t_1=0^\circ\text{C}\); \(t_2=20^\circ\text{C}\); \(c_V=720\ \text{Дж/(кг·°C)}\); \(\rho=1{,}29\ \text{кг/м}^3\) | Масса воздуха в баке: \[\ m=\rho V=1{,}29\cdot60=77{,}4\ \text{кг}. \] Внутренняя энергия при постоянном объёме изменяется по формуле: \[\Delta U=c_Vm\Delta t.\] \[\Delta U=720\cdot77{,}4\cdot20=1\,114\,560\ \text{Дж}.\] |
| Ответ: внутренняя энергия увеличилась на \(\boxed{\approx1{,}11\ \text{МДж}}\). | ||
| 1014 | \(m=1{,}5\ \text{т}=1500\ \text{кг}\); \(t_1=30^\circ\text{C}\); \(t_2=20^\circ\text{C}\); \(c=880\ \text{Дж/(кг·°C)}\) | \[\Delta t=30-20=10^\circ\text{C}.\] \[\ Q=cm\Delta t=880\cdot1500\cdot10=13\,200\,000\ \text{Дж}. \] |
| Ответ: печь передаст окружающим \(\boxed{13{,}2\ \text{МДж}}\) теплоты. | ||
| 1015 | Кастрюля: \(m_к=200\ \text{г}=0{,}2\ \text{кг}\), \(c_к=920\ \text{Дж/(кг·°C)}\); вода: \(V=1{,}5\ \text{л}\), \(m_в=1{,}5\ \text{кг}\), \(c_в=4200\ \text{Дж/(кг·°C)}\); \(t_1=20^\circ\text{C}\), \(t_2=100^\circ\text{C}\) | \[\Delta t=100-20=80^\circ\text{C}.\] Теплоту получили и вода, и кастрюля: \[\ Q=(m_вc_в+m_кc_к)\Delta t. \] \[\ Q=(1{,}5\cdot4200+0{,}2\cdot920)\cdot80. \] \[\ Q=518\,720\ \text{Дж}.\] |
| Ответ: вода и кастрюля получили \(\boxed{\approx519\ \text{кДж}}\) теплоты. |
Проверка: в задачах на охлаждение найденное количество теплоты указываем положительным как отданную теплоту, хотя изменение внутренней энергии тела было бы отрицательным. В задаче 1015 нагрев доводится только до начала кипения, поэтому теплота парообразования не учитывается.
