Реши задание на изображении
Краткие ответы
- Большее количество теплоты потребует 100 г воды.
- Ответ ученика неполный: речь должна идти о нагревании 1 кг цинка на 1 °C.
- Температура сильнее изменится у медной гирьки.
- Графики: 1 — подсолнечное масло, 2 — керосин, 3 — вода.
- Графики: 1 — вода, 2 — алюминий.
Объяснение
Используем формулу:
\[ Q=cm\Delta t, \]
где \(c\) — удельная теплоёмкость вещества.
2. Массы и изменение температуры одинаковы, поэтому сравниваем удельные теплоёмкости:
\[ c_{\text{воды}}=4200\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}}, \qquad c_{\text{меди}}\approx400\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}}. \]
Следовательно, вода требует значительно больше теплоты. Например:
\[ Q_{\text{воды}}=4200\cdot0{,}1\cdot1=420\text{ Дж}, \]
а для меди потребуется примерно \(40\) Дж.
3. Удельная теплоёмкость цинка \(400\ \text{Дж}/(\text{кг}\cdot^\circ\text{C})\) означает: чтобы нагреть 1 кг цинка на 1 °C, нужно \(400\) Дж теплоты. Для массы \(m\) и изменения температуры \(\Delta t\):
\[ Q=400m\Delta t. \]
Поэтому ответ ученика верен только для \(1\) кг цинка и является неполным.
4. При одинаковых \(Q\) и \(m\):
\[ \Delta t=\frac{Q}{cm}. \]
Чем меньше удельная теплоёмкость, тем сильнее изменится температура. У меди \(c\) меньше, чем у стали, поэтому температура медной гирьки изменится больше.
5. При одинаковой мощности горелок:
\[ P=cm\frac{\Delta t}{\tau}, \qquad \frac{\Delta t}{\tau}=\frac{P}{cm}. \]
Значит, чем меньше удельная теплоёмкость, тем круче график. Примерные значения:
\[ c_{\text{масла}}\approx1700,\quad c_{\text{керосина}}\approx2100,\quad c_{\text{воды}}=4200. \]
Поэтому:
- график 1 — подсолнечное масло;
- график 2 — керосин;
- график 3 — вода.
6. Массы воды и алюминия одинаковы, а температура чайника и воды повышается одинаково. Поэтому:
\[ Q=cm\Delta t. \]
У воды удельная теплоёмкость больше:
\[ c_{\text{воды}}=4200\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}}, \qquad c_{\text{алюминия}}\approx900\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}}. \]
Значит, за одинаковое время вода получает больше теплоты. Более крутой график 1 относится к воде, график 2 — к алюминию.
Обсуждение
3 сообщенияЧто требует большего количества теплоты для нагревания на 1° вода в стеклянной банке или вода такой же массы в алюминия бидоне масса банки и бидона считать одинаковыми
Большее количество теплоты потребуется для нагревания воды в алюминиевом бидоне.
Нагреваются и вода, и сосуд:
\[ Q=(c_{\text{воды}}m_{\text{воды}}+c_{\text{сосуда}}m_{\text{сосуда}})\Delta t. \]
Массы воды и сосудов, а также \(\Delta t=1^\circ\text{C}\), одинаковы. У алюминия удельная теплоёмкость немного больше, чем у стекла:
\[ c_{\text{Al}}\approx 920\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}}, \qquad c_{\text{стекла}}\approx 840\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}}. \]
Следовательно, алюминиевый бидон с водой требует больше теплоты.
