Новая Школа - онлайн-школа подготовки к ЕГЭ
Задача Задача №3770827
А
Аноним
3 дня назад · публичный вопрос
А
Аноним

Реши задание на изображении

Нейросеть3 дня назад

Краткие ответы

  1. \(Q=120\ \text{кДж}\)
  2. \(Q=60\ \text{кДж}\)
  3. \(c=140\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}}\)
  4. \(Q\approx 724\ \text{кДж}\)
  5. \(t_{\text{ртути}}=51^\circ\text{C}\)
  6. \(V=0{,}8\ \text{л}\)

Использую школьные табличные значения: вода — \(4200\), алюминий — \(920\), медь — \(400\), сталь — \(500\), ртуть — \(140\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}}\).


Общий принцип

При нагревании или охлаждении:

\[ Q=cm\Delta t, \]

где \(m\) — масса, \(c\) — удельная теплоёмкость, \(\Delta t\) — изменение температуры.

Если тела обмениваются теплом без потерь:

\[ Q_{\text{полученная}}=Q_{\text{отданная}}. \]


1. Нагревание стальной детали

\[ m=0{,}2\ \text{кг},\qquad \Delta t=1235-35=1200^\circ\text{C} \]

\[ Q=cm\Delta t=500\cdot0{,}2\cdot1200=120\,000\ \text{Дж} \]

Ответ: \(120\ \text{кДж}\).


2. Охлаждение меди

\[ m=0{,}6\ \text{кг},\qquad \Delta t=272-22=250^\circ\text{C} \]

\[ Q=cm\Delta t=400\cdot0{,}6\cdot250=60\,000\ \text{Дж} \]

Ответ: выделилось \(60\ \text{кДж}\).


3. Удельная теплоёмкость свинца

\[ m=0{,}4\ \text{кг},\qquad \Delta t=45-25=20^\circ\text{C} \]

\[ c=\frac{Q}{m\Delta t} =\frac{1120}{0{,}4\cdot20} =\frac{1120}{8} =140 \]

Ответ: \(140\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}}\).


4. Нагревание чайника и воды

Вода: \(m_1=2\ \text{кг}\).

Чайник: \(m_2=0{,}7\ \text{кг}\).

Оба нагреваются от \(20^\circ\text{C}\) до \(100^\circ\text{C}\):

\[ \Delta t=100-20=80^\circ\text{C} \]

Для воды:

\[ Q_1=4200\cdot2\cdot80=672\,000\ \text{Дж} \]

Для алюминиевого чайника:

\[ Q_2=920\cdot0{,}7\cdot80=51\,520\ \text{Дж} \]

Общая теплота:

\[ Q=Q_1+Q_2=672\,000+51\,520=723\,520\ \text{Дж} \]

Ответ: примерно \(724\ \text{кДж}\).


5. Начальная температура ртути

Массы воды и ртути равны, поэтому массу \(m\) можно сократить.

Вода нагрелась на:

\[ 21-20=1^\circ\text{C} \]

Значит, она получила:

\[ Q_{\text{вода}}=4200\cdot m\cdot1 \]

Ртуть остыла от \(t\) до \(21^\circ\text{C}\), значит, отдала:

\[ Q_{\text{ртуть}}=140\cdot m\cdot(t-21) \]

Приравниваем:

\[ 4200=140(t-21) \]

\[ t-21=30 \]

\[ t=51^\circ\text{C} \]

Ответ: \(51^\circ\text{C}\).


6. Добавление холодной воды

Пусть добавили \(x\) литров холодной воды. Так как \(1\ \text{л}\) воды имеет массу примерно \(1\ \text{кг}\), масса холодной воды \(x\) кг.

Горячая вода:

\[ m_1=2\ \text{кг},\qquad 80\to60^\circ\text{C} \]

Холодная вода:

\[ m_2=x\ \text{кг},\qquad 10\to60^\circ\text{C} \]

Уравнение теплового баланса:

\[ 2\cdot(80-60)=x\cdot(60-10) \]

\[ 2\cdot20=x\cdot50 \]

\[ 40=50x \]

\[ x=0{,}8\ \text{кг} \]

Ответ: \(0{,}8\ \text{л}\) холодной воды.


Проверка

  • В №3 получилось \(140\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}}\) — это табличное значение для свинца.
  • В №5: \(4200=140\cdot30\) — баланс выполняется.
  • В №6 средняя температура:

\[ \frac{2\cdot80+0{,}8\cdot10}{2{,}8} =\frac{168}{2{,}8} =60^\circ\text{C} \]

Всё сходится.

Обсуждение

10 сообщений
А
Аноним

Не надо сразу ответы, пиши дано найти и решение и ответ

Нейросеть3 дня назад

1. Нагревание стальной детали

Дано:
\(m=0{,}2\ \text{кг}\)
\(t_1=35^\circ\text{C}\)
\(t_2=1235^\circ\text{C}\)
\(c_{\text{стали}}=500\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}}\)

Найти: \(Q\)

Решение:
\[ \Delta t=t_2-t_1=1235-35=1200^\circ\text{C} \]

\[ Q=cm\Delta t \]

\[ Q=500\cdot0{,}2\cdot1200=120\,000\ \text{Дж}=120\ \text{кДж} \]

Ответ: \(Q=120\ \text{кДж}\).


2. Охлаждение медной детали

Дано:
\(m=0{,}6\ \text{кг}\)
\(t_1=272^\circ\text{C}\)
\(t_2=22^\circ\text{C}\)
\(c_{\text{меди}}=400\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}}\)

Найти: \(Q\)

Решение:
\[ \Delta t=t_1-t_2=272-22=250^\circ\text{C} \]

\[ Q=cm\Delta t \]

\[ Q=400\cdot0{,}6\cdot250=60\,000\ \text{Дж}=60\ \text{кДж} \]

Ответ: при охлаждении выделится \(Q=60\ \text{кДж}\).


3. Удельная теплоёмкость свинца

Дано:
\(m=0{,}4\ \text{кг}\)
\(t_1=25^\circ\text{C}\)
\(t_2=45^\circ\text{C}\)
\(Q=1120\ \text{Дж}\)

Найти: \(c\)

Решение:
\[ \Delta t=t_2-t_1=45-25=20^\circ\text{C} \]

\[ Q=cm\Delta t \]

\[ c=\frac{Q}{m\Delta t} \]

\[ c=\frac{1120}{0{,}4\cdot20} =\frac{1120}{8} =140\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}} \]

Ответ: \(c=140\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}}\).


4. Нагревание воды в алюминиевом чайнике

Дано:
\(m_{\text{воды}}=2\ \text{кг}\)
\(m_{\text{чайника}}=0{,}7\ \text{кг}\)
\(t_1=20^\circ\text{C}\)
\(t_2=100^\circ\text{C}\)
\(c_{\text{воды}}=4200\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}}\)
\(c_{\text{алюминия}}=920\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}}\)

Найти: \(Q\)

Решение:
\[ \Delta t=100-20=80^\circ\text{C} \]

Для воды:

\[ Q_{\text{воды}}=c_{\text{воды}}m_{\text{воды}}\Delta t \]

\[ Q_{\text{воды}}=4200\cdot2\cdot80=672\,000\ \text{Дж} \]

Для алюминиевого чайника:

\[ Q_{\text{чайника}}=c_{\text{алюминия}}m_{\text{чайника}}\Delta t \]

\[ Q_{\text{чайника}}=920\cdot0{,}7\cdot80=51\,520\ \text{Дж} \]

Общее количество теплоты:

\[ Q=Q_{\text{воды}}+Q_{\text{чайника}} \]

\[ Q=672\,000+51\,520=723\,520\ \text{Дж}\approx724\ \text{кДж} \]

Ответ: \(Q\approx724\ \text{кДж}\).


5. Начальная температура ртути

Дано:
Массы воды и ртути равны: \(m_{\text{воды}}=m_{\text{ртути}}=m\)
\(t_{\text{воды}}=20^\circ\text{C}\)
\(t_{\text{смеси}}=21^\circ\text{C}\)
\(c_{\text{воды}}=4200\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}}\)
\(c_{\text{ртути}}=140\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}}\)

Найти: \(t_{\text{ртути}}\)

Решение:
Вода нагрелась на:

\[ 21-20=1^\circ\text{C} \]

Она получила:

\[ Q_{\text{воды}}=4200\cdot m\cdot1 \]

Ртуть остыла от \(t_{\text{ртути}}\) до \(21^\circ\text{C}\), значит, отдала:

\[ Q_{\text{ртути}}=140\cdot m\cdot(t_{\text{ртути}}-21) \]

По уравнению теплового баланса:

\[ 4200m=140m(t_{\text{ртути}}-21) \]

Сократим на \(m\):

\[ 4200=140(t_{\text{ртути}}-21) \]

\[ t_{\text{ртути}}-21=30 \]

\[ t_{\text{ртути}}=51^\circ\text{C} \]

Ответ: начальная температура ртути \(51^\circ\text{C}\).


6. Добавление холодной воды

Дано:
\(m_{\text{горячей}}=2\ \text{кг}\)
\(t_{\text{горячей}}=80^\circ\text{C}\)
\(t_{\text{холодной}}=10^\circ\text{C}\)
\(t_{\text{смеси}}=60^\circ\text{C}\)
\(\rho_{\text{воды}}=1\ \dfrac{\text{кг}}{\text{л}}\)

Найти: \(V_{\text{холодной}}\)

Решение:
Пусть масса добавленной холодной воды \(m_x\).

Горячая вода остыла:

\[ 80-60=20^\circ\text{C} \]

Холодная вода нагрелась:

\[ 60-10=50^\circ\text{C} \]

Уравнение теплового баланса:

\[ 2\cdot20=m_x\cdot50 \]

\[ 40=50m_x \]

\[ m_x=\frac{40}{50}=0{,}8\ \text{кг} \]

Так как \(1\ \text{кг}\) воды занимает примерно \(1\ \text{л}\):

\[ V_{\text{холодной}}=0{,}8\ \text{л} \]

Ответ: нужно добавить \(0{,}8\ \text{л}\) холодной воды.

А
Аноним

Пиши ещё систему си

Нейросеть3 дня назад

Добавляю перевод в систему СИ. Для температур использую \(T=t+273\), но в формуле \(Q=cm\Delta t\) разность температур в °C и в К численно одинакова.


1. Нагревание стальной детали

Дано:
\(m=0{,}2\ \text{кг}\)
\(t_1=35^\circ\text{C}=308\ \text{К}\)
\(t_2=1235^\circ\text{C}=1508\ \text{К}\)
\(\Delta t=1200\ \text{К}\)
\(c=500\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot\text{К}}\)

Найти: \(Q\)

Решение:
\[ Q=cm\Delta t \]

\[ Q=500\cdot0{,}2\cdot1200=120\,000\ \text{Дж} \]

\[ 120\,000\ \text{Дж}=120\ \text{кДж} \]

Ответ: \(Q=120\ \text{кДж}\).


2. Охлаждение медной детали

Дано:
\(m=0{,}6\ \text{кг}\)
\(t_1=272^\circ\text{C}=545\ \text{К}\)
\(t_2=22^\circ\text{C}=295\ \text{К}\)
\(\Delta t=250\ \text{К}\)
\(c=400\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot\text{К}}\)

Найти: \(Q\)

Решение:
\[ Q=cm\Delta t \]

\[ Q=400\cdot0{,}6\cdot250=60\,000\ \text{Дж} \]

\[ 60\,000\ \text{Дж}=60\ \text{кДж} \]

Ответ: при охлаждении выделится \(Q=60\ \text{кДж}\).


3. Удельная теплоёмкость свинца

Дано:
\(m=0{,}4\ \text{кг}\)
\(t_1=25^\circ\text{C}=298\ \text{К}\)
\(t_2=45^\circ\text{C}=318\ \text{К}\)
\(\Delta t=20\ \text{К}\)
\(Q=1120\ \text{Дж}\)

Найти: \(c\)

Решение:
\[ Q=cm\Delta t \]

\[ c=\frac{Q}{m\Delta t} \]

\[ c=\frac{1120}{0{,}4\cdot20} =\frac{1120}{8} =140\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot\text{К}} \]

Ответ: \(c=140\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot\text{К}}\).


4. Нагревание воды в алюминиевом чайнике

Дано:
\(m_{\text{воды}}=2\ \text{кг}\)
\(m_{\text{чайника}}=0{,}7\ \text{кг}\)
\(t_1=20^\circ\text{C}=293\ \text{К}\)
\(t_2=100^\circ\text{C}=373\ \text{К}\)
\(\Delta t=80\ \text{К}\)
\(c_{\text{воды}}=4200\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot\text{К}}\)
\(c_{\text{алюминия}}=920\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot\text{К}}\)

Найти: \(Q\)

Решение:
Для воды:

\[ Q_{\text{воды}}=c_{\text{воды}}m_{\text{воды}}\Delta t \]

\[ Q_{\text{воды}}=4200\cdot2\cdot80=672\,000\ \text{Дж} \]

Для алюминиевого чайника:

\[ Q_{\text{чайника}}=c_{\text{алюминия}}m_{\text{чайника}}\Delta t \]

\[ Q_{\text{чайника}}=920\cdot0{,}7\cdot80=51\,520\ \text{Дж} \]

Общее количество теплоты:

\[ Q=Q_{\text{воды}}+Q_{\text{чайника}} \]

\[ Q=672\,000+51\,520=723\,520\ \text{Дж} \]

\[ Q\approx724\ \text{кДж} \]

Ответ: \(Q\approx724\ \text{кДж}\).


5. Начальная температура ртути

Дано:
\(m_{\text{воды}}=m_{\text{ртути}}=m\)
\(t_{\text{воды}}=20^\circ\text{C}=293\ \text{К}\)
\(t_{\text{смеси}}=21^\circ\text{C}=294\ \text{К}\)
\(c_{\text{воды}}=4200\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot\text{К}}\)
\(c_{\text{ртути}}=140\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot\text{К}}\)

Найти: \(t_{\text{ртути}}\)

Решение:
Вода нагрелась на:

\[ 294-293=1\ \text{К} \]

Она получила:

\[ Q_{\text{воды}}=4200m\cdot1 \]

Ртуть остыла до \(294\ \text{К}\), значит, отдала:

\[ Q_{\text{ртути}}=140m(T_{\text{ртути}}-294) \]

Уравнение теплового баланса:

\[ 4200m=140m(T_{\text{ртути}}-294) \]

Сокращаем на \(m\):

\[ 4200=140(T_{\text{ртути}}-294) \]

\[ T_{\text{ртути}}-294=30 \]

\[ T_{\text{ртути}}=324\ \text{К} \]

Переводим в градусы Цельсия:

\[ t_{\text{ртути}}=324-273=51^\circ\text{C} \]

Ответ: \(t_{\text{ртути}}=51^\circ\text{C}\).


6. Добавление холодной воды

Дано:
\(m_{\text{горячей}}=2\ \text{кг}\)
\(t_{\text{горячей}}=80^\circ\text{C}=353\ \text{К}\)
\(t_{\text{холодной}}=10^\circ\text{C}=283\ \text{К}\)
\(t_{\text{смеси}}=60^\circ\text{C}=333\ \text{К}\)
\(\rho_{\text{воды}}=1000\ \dfrac{\text{кг}}{\text{м}^3}\)

Найти: \(V_{\text{холодной}}\)

Решение:
Пусть масса холодной воды \(m_x\).

Горячая вода остыла:

\[ 353-333=20\ \text{К} \]

Холодная вода нагрелась:

\[ 333-283=50\ \text{К} \]

Уравнение теплового баланса:

\[ 2\cdot20=m_x\cdot50 \]

\[ 40=50m_x \]

\[ m_x=0{,}8\ \text{кг} \]

Объём:

\[ V=\frac{m}{\rho} \]

\[ V=\frac{0{,}8}{1000}=0{,}0008\ \text{м}^3 \]

\[ 0{,}0008\ \text{м}^3=0{,}8\ \text{л} \]

Ответ: нужно добавить \(V=0{,}8\ \text{л}\) холодной воды.

А
Аноним

Ты можешь вот так задачи оформлять? Примерно

Нейросеть3 дня назад

Да, могу. Буду оформлять в таком виде: «Дано | СИ | Найти», затем «Решение» и «Ответ». Например, задача 6:

Дано СИ Найти
\(V_1=2\) л \(m_1=2\) кг \(V_x\) — ?
\(t_1=80^\circ\text{C}\) \(T_1=353\) К
\(t_x=10^\circ\text{C}\) \(T_x=283\) К
\(t=60^\circ\text{C}\) \(T=333\) К
\(\rho=1\ \frac{\text{кг}}{\text{л}}\) \(\rho=1000\ \frac{\text{кг}}{\text{м}^3}\)

Решение:

\[ Q_{\text{отд}}=Q_{\text{получ}} \]

\[ cm_1(T_1-T)=cm_x(T-T_x) \]

Сокращаем \(c\):

\[ m_1(T_1-T)=m_x(T-T_x) \]

\[ m_x=\frac{m_1(T_1-T)}{T-T_x} \]

\[ m_x=\frac{2\cdot(353-333)}{333-283} =\frac{2\cdot20}{50}=0{,}8\ \text{кг} \]

\[ V_x=\frac{m_x}{\rho} =\frac{0{,}8}{1000}=0{,}0008\ \text{м}^3=0{,}8\ \text{л} \]

Ответ: \(V_x=0{,}8\ \text{л}\).

Дальше буду оформлять задачи примерно так же.

А
Аноним

Все задания так, и ОФОРМЛЯЙ КАК НА ФОТО! С ТАКИМИ ЖЕ ЧЁРТОЧКАМИ

А
Аноним

Все задания так, и ОФОРМЛЯЙ КАК НА ФОТО! С ТАКИМИ ЖЕ ЧЁРТОЧКАМИ

Нейросеть3 дня назад

Да, вот все задания в таком оформлении: Дано | СИ | Найти, затем решение и ответ.


Задача 1

Дано СИ Найти
\(m=0{,}2\) кг \(m=0{,}2\) кг \(Q\) — ?
\(t_1=35^\circ\text{C}\) \(T_1=308\) К
\(t_2=1235^\circ\text{C}\) \(T_2=1508\) К
\(c=500\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}}\) \(c=500\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot\text{К}}\)

Решение:

\[ \Delta t=1235-35=1200^\circ\text{C}=1200\ \text{К} \]

\[ Q=cm\Delta t \]

\[ Q=500\cdot0{,}2\cdot1200=120\,000\ \text{Дж}=120\ \text{кДж} \]

Ответ: \(Q=120\ \text{кДж}\).


Задача 2

Дано СИ Найти
\(m=0{,}6\) кг \(m=0{,}6\) кг \(Q\) — ?
\(t_1=272^\circ\text{C}\) \(T_1=545\) К
\(t_2=22^\circ\text{C}\) \(T_2=295\) К
\(c=400\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}}\) \(c=400\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot\text{К}}\)

Решение:

\[ \Delta t=272-22=250^\circ\text{C}=250\ \text{К} \]

\[ Q=cm\Delta t \]

\[ Q=400\cdot0{,}6\cdot250=60\,000\ \text{Дж}=60\ \text{кДж} \]

Ответ: при охлаждении выделится \(Q=60\ \text{кДж}\).


Задача 3

Дано СИ Найти
\(m=0{,}4\) кг \(m=0{,}4\) кг \(c\) — ?
\(t_1=25^\circ\text{C}\) \(T_1=298\) К
\(t_2=45^\circ\text{C}\) \(T_2=318\) К
\(Q=1120\) Дж \(Q=1120\) Дж

Решение:

\[ \Delta t=45-25=20^\circ\text{C}=20\ \text{К} \]

\[ Q=cm\Delta t \]

\[ c=\frac{Q}{m\Delta t} \]

\[ c=\frac{1120}{0{,}4\cdot20} =\frac{1120}{8} =140\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot\text{К}} \]

Ответ: \(c=140\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot\text{К}}\).


Задача 4

Дано СИ Найти
\(m_{\text{воды}}=2\) кг \(m_{\text{воды}}=2\) кг \(Q\) — ?
\(m_{\text{чайника}}=0{,}7\) кг \(m_{\text{чайника}}=0{,}7\) кг
\(t_1=20^\circ\text{C}\) \(T_1=293\) К
\(t_2=100^\circ\text{C}\) \(T_2=373\) К
\(c_{\text{воды}}=4200\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}}\) \(c_{\text{воды}}=4200\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot\text{К}}\)
\(c_{\text{алюминия}}=920\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}}\) \(c_{\text{алюминия}}=920\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot\text{К}}\)

Решение:

\[ \Delta t=100-20=80^\circ\text{C}=80\ \text{К} \]

Для воды:

\[ Q_{\text{воды}}=c_{\text{воды}}m_{\text{воды}}\Delta t \]

\[ Q_{\text{воды}}=4200\cdot2\cdot80=672\,000\ \text{Дж} \]

Для алюминиевого чайника:

\[ Q_{\text{чайника}}=c_{\text{алюминия}}m_{\text{чайника}}\Delta t \]

\[ Q_{\text{чайника}}=920\cdot0{,}7\cdot80=51\,520\ \text{Дж} \]

Общее количество теплоты:

\[ Q=Q_{\text{воды}}+Q_{\text{чайника}} \]

\[ Q=672\,000+51\,520=723\,520\ \text{Дж}\approx724\ \text{кДж} \]

Ответ: \(Q\approx724\ \text{кДж}\).


Задача 5

Дано СИ Найти
\(m_{\text{воды}}=m_{\text{ртути}}=m\) \(m\) — одинаковая \(t_{\text{ртути}}\) — ?
\(t_{\text{воды}}=20^\circ\text{C}\) \(T_{\text{воды}}=293\) К
\(t_{\text{смеси}}=21^\circ\text{C}\) \(T_{\text{смеси}}=294\) К
\(c_{\text{воды}}=4200\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}}\) \(c_{\text{воды}}=4200\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot\text{К}}\)
\(c_{\text{ртути}}=140\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}}\) \(c_{\text{ртути}}=140\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot\text{К}}\)

Решение:

Вода нагрелась на:

\[ 294-293=1\ \text{К} \]

Вода получила:

\[ Q_{\text{воды}}=4200\cdot m\cdot1 \]

Ртуть остыла до \(294\) К, значит, отдала:

\[ Q_{\text{ртути}}=140\cdot m\cdot(T_{\text{ртути}}-294) \]

Уравнение теплового баланса:

\[ 4200m=140m(T_{\text{ртути}}-294) \]

Сокращаем на \(m\):

\[ 4200=140(T_{\text{ртути}}-294) \]

\[ T_{\text{ртути}}-294=30 \]

\[ T_{\text{ртути}}=324\ \text{К} \]

\[ t_{\text{ртути}}=324-273=51^\circ\text{C} \]

Ответ: \(t_{\text{ртути}}=51^\circ\text{C}\).


Задача 6

Дано СИ Найти
\(V_{\text{горячей}}=2\) л \(m_{\text{горячей}}=2\) кг \(V_{\text{холодной}}\) — ?
\(t_{\text{горячей}}=80^\circ\text{C}\) \(T_{\text{горячей}}=353\) К
\(t_{\text{холодной}}=10^\circ\text{C}\) \(T_{\text{холодной}}=283\) К
\(t_{\text{смеси}}=60^\circ\text{C}\) \(T_{\text{смеси}}=333\) К
\(\rho=1\ \frac{\text{кг}}{\text{л}}\) \(\rho=1000\ \frac{\text{кг}}{\text{м}^3}\)

Решение:

Пусть масса холодной воды \(m_x\).

Горячая вода остыла:

\[ 353-333=20\ \text{К} \]

Холодная вода нагрелась:

\[ 333-283=50\ \text{К} \]

Уравнение теплового баланса:

\[ cm_{\text{горячей}}(T_{\text{горячей}}-T_{\text{смеси}}) = cm_x(T_{\text{смеси}}-T_{\text{холодной}}) \]

Сокращаем \(c\):

\[ 2\cdot(353-333)=m_x\cdot(333-283) \]

\[ 2\cdot20=m_x\cdot50 \]

\[ 40=50m_x \]

\[ m_x=0{,}8\ \text{кг} \]

Объём:

\[ V_x=\frac{m_x}{\rho} \]

\[ V_x=\frac{0{,}8}{1000}=0{,}0008\ \text{м}^3 \]

\[ 0{,}0008\ \text{м}^3=0{,}8\ \text{л} \]

Ответ: \(V_{\text{холодной}}=0{,}8\ \text{л}\).

Нейросеть3 дня назад

Да. Вот все шесть заданий в оформлении: «Дано — СИ — Найти», затем «Решение» и «Ответ».

Табличные значения: \[ c_{\text{воды}}=4200,\quad c_{\text{алюминия}}=920,\quad c_{\text{меди}}=400,\quad c_{\text{стали}}=500,\quad c_{\text{ртути}}=140 \] в \(\dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}}\) или \(\dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot\text{К}}\).


1. Нагревание стальной детали

Дано СИ Найти
\(m=200\ \text{г}\)
\(t_1=35^\circ\text{C}\)
\(t_2=1235^\circ\text{C}\)
\(c=500\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}}\)
\(m=0{,}2\ \text{кг}\)
\(T_1=308\ \text{К}\)
\(T_2=1508\ \text{К}\)
\(c=500\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot\text{К}}\)
\(Q-?\)

Решение:

\[ \Delta t=t_2-t_1=1235-35=1200^\circ\text{C} \]

\[ Q=cm\Delta t \]

\[ Q=500\cdot0{,}2\cdot1200=120\,000\ \text{Дж} \]

\[ 120\,000\ \text{Дж}=120\ \text{кДж} \]

Ответ: \(Q=120\ \text{кДж}\).


2. Охлаждение медной детали

Дано СИ Найти
\(m=600\ \text{г}\)
\(t_1=272^\circ\text{C}\)
\(t_2=22^\circ\text{C}\)
\(c=400\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}}\)
\(m=0{,}6\ \text{кг}\)
\(T_1=545\ \text{К}\)
\(T_2=295\ \text{К}\)
\(c=400\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot\text{К}}\)
\(Q-?\)

Решение:

\[ \Delta t=t_1-t_2=272-22=250^\circ\text{C} \]

\[ Q=cm\Delta t \]

\[ Q=400\cdot0{,}6\cdot250=60\,000\ \text{Дж} \]

\[ 60\,000\ \text{Дж}=60\ \text{кДж} \]

Ответ: при охлаждении выделится \(Q=60\ \text{кДж}\).


3. Удельная теплоёмкость свинца

Дано СИ Найти
\(m=400\ \text{г}\)
\(t_1=25^\circ\text{C}\)
\(t_2=45^\circ\text{C}\)
\(Q=1120\ \text{Дж}\)
\(m=0{,}4\ \text{кг}\)
\(T_1=298\ \text{К}\)
\(T_2=318\ \text{К}\)
\(Q=1120\ \text{Дж}\)
\(c-?\)

Решение:

\[ \Delta t=t_2-t_1=45-25=20^\circ\text{C} \]

\[ Q=cm\Delta t \]

\[ c=\frac{Q}{m\Delta t} \]

\[ c=\frac{1120}{0{,}4\cdot20} =\frac{1120}{8} =140\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}} \]

Ответ: \(c=140\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}}\).


4. Нагревание воды в алюминиевом чайнике

Дано СИ Найти
\(m_{\text{воды}}=2\ \text{кг}\)
\(m_{\text{чайника}}=700\ \text{г}\)
\(t_1=20^\circ\text{C}\)
\(t_2=100^\circ\text{C}\)
\(c_{\text{воды}}=4200\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}}\)
\(c_{\text{алюминия}}=920\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}}\)
\(m_{\text{воды}}=2\ \text{кг}\)
\(m_{\text{чайника}}=0{,}7\ \text{кг}\)
\(T_1=293\ \text{К}\)
\(T_2=373\ \text{К}\)
\(c_{\text{воды}}=4200\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot\text{К}}\)
\(c_{\text{алюминия}}=920\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot\text{К}}\)
\(Q-?\)

Решение:

\[ \Delta t=100-20=80^\circ\text{C} \]

Для воды:

\[ Q_{\text{воды}}=c_{\text{воды}}m_{\text{воды}}\Delta t \]

\[ Q_{\text{воды}}=4200\cdot2\cdot80=672\,000\ \text{Дж} \]

Для алюминиевого чайника:

\[ Q_{\text{чайника}}=c_{\text{алюминия}}m_{\text{чайника}}\Delta t \]

\[ Q_{\text{чайника}}=920\cdot0{,}7\cdot80=51\,520\ \text{Дж} \]

Общее количество теплоты:

\[ Q=Q_{\text{воды}}+Q_{\text{чайника}} \]

\[ Q=672\,000+51\,520=723\,520\ \text{Дж}\approx724\ \text{кДж} \]

Ответ: \(Q\approx724\ \text{кДж}\).


5. Начальная температура ртути

Дано СИ Найти
\(m_{\text{воды}}=m_{\text{ртути}}=m\)
\(t_{\text{воды}}=20^\circ\text{C}\)
\(t_{\text{смеси}}=21^\circ\text{C}\)
\(c_{\text{воды}}=4200\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}}\)
\(c_{\text{ртути}}=140\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}}\)
\(m_{\text{воды}}=m_{\text{ртути}}=m\)
\(T_{\text{воды}}=293\ \text{К}\)
\(T_{\text{смеси}}=294\ \text{К}\)
\(c_{\text{воды}}=4200\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot\text{К}}\)
\(c_{\text{ртути}}=140\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot\text{К}}\)
\(t_{\text{ртути}}-?\)

Решение:

Вода нагрелась на:

\[ 294-293=1\ \text{К} \]

Она получила:

\[ Q_{\text{воды}}=4200m\cdot1 \]

Ртуть остыла до \(294\ \text{К}\), значит, отдала:

\[ Q_{\text{ртути}}=140m(T_{\text{ртути}}-294) \]

Уравнение теплового баланса:

\[ 4200m=140m(T_{\text{ртути}}-294) \]

Сокращаем на \(m\):

\[ 4200=140(T_{\text{ртути}}-294) \]

\[ T_{\text{ртути}}-294=30 \]

\[ T_{\text{ртути}}=324\ \text{К} \]

Переводим в градусы Цельсия:

\[ t_{\text{ртути}}=324-273=51^\circ\text{C} \]

Ответ: \(t_{\text{ртути}}=51^\circ\text{C}\).


6. Добавление холодной воды

Дано СИ Найти
\(V_{\text{горячей}}=2\ \text{л}\)
\(t_{\text{горячей}}=80^\circ\text{C}\)
\(t_{\text{холодной}}=10^\circ\text{C}\)
\(t_{\text{смеси}}=60^\circ\text{C}\)
\(\rho_{\text{воды}}=1\ \dfrac{\text{кг}}{\text{л}}\)
\(m_{\text{горячей}}=2\ \text{кг}\)
\(V_{\text{горячей}}=0{,}002\ \text{м}^3\)
\(T_{\text{горячей}}=353\ \text{К}\)
\(T_{\text{холодной}}=283\ \text{К}\)
\(T_{\text{смеси}}=333\ \text{К}\)
\(\rho_{\text{воды}}=1000\ \dfrac{\text{кг}}{\text{м}^3}\)
\(V_{\text{холодной}}-?\)

Решение:

Пусть масса добавленной холодной воды \(m_x\).

Горячая вода остыла:

\[ 353-333=20\ \text{К} \]

Холодная вода нагрелась:

\[ 333-283=50\ \text{К} \]

Уравнение теплового баланса:

\[ 2\cdot20=m_x\cdot50 \]

\[ 40=50m_x \]

\[ m_x=0{,}8\ \text{кг} \]

Объём холодной воды:

\[ V_x=\frac{m_x}{\rho} \]

\[ V_x=\frac{0{,}8}{1000}=0{,}0008\ \text{м}^3 \]

\[ 0{,}0008\ \text{м}^3=0{,}8\ \text{л} \]

Ответ: нужно добавить \(0{,}8\ \text{л}\) холодной воды.

Реши задание на изображении
**Краткие ответы** 1. \(Q=120\ \text{кДж}\) 2. \(Q=60\ \text{кДж}\) 3. \(c=140\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}}\) 4. \(Q\approx 724\ \text{кДж}\) 5. \(t_{\text{ртути}}=51^\circ\text{C}\) 6. \(V=0{,}8\ \text{л}\) Использую школьные табличные значения: вода — \(4200\), алюминий — \(920\), медь — \(400\), сталь — \(500\), ртуть — \(140\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}}\). --- ### Общий принцип При нагревании или охлаждении: \[ Q=cm\Delta t, \] где \(m\) — масса, \(c\) — удельная теплоёмкость, \(\Delta t\) — изменение температуры. Если тела обмениваются теплом без потерь: \[ Q_{\text{полученная}}=Q_{\text{отданная}}. \] --- ### 1. Нагревание стальной детали \[ m=0{,}2\ \text{кг},\qquad \Delta t=1235-35=1200^\circ\text{C} \] \[ Q=cm\Delta t=500\cdot0{,}2\cdot1200=120\,000\ \text{Дж} \] **Ответ: \(120\ \text{кДж}\).** --- ### 2. Охлаждение меди \[ m=0{,}6\ \text{кг},\qquad \Delta t=272-22=250^\circ\text{C} \] \[ Q=cm\Delta t=400\cdot0{,}6\cdot250=60\,000\ \text{Дж} \] **Ответ: выделилось \(60\ \text{кДж}\).** --- ### 3. Удельная теплоёмкость свинца \[ m=0{,}4\ \text{кг},\qquad \Delta t=45-25=20^\circ\text{C} \] \[ c=\frac{Q}{m\Delta t} =\frac{1120}{0{,}4\cdot20} =\frac{1120}{8} =140 \] **Ответ: \(140\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}}\).** --- ### 4. Нагревание чайника и воды Вода: \(m_1=2\ \text{кг}\). Чайник: \(m_2=0{,}7\ \text{кг}\). Оба нагреваются от \(20^\circ\text{C}\) до \(100^\circ\text{C}\): \[ \Delta t=100-20=80^\circ\text{C} \] Для воды: \[ Q_1=4200\cdot2\cdot80=672\,000\ \text{Дж} \] Для алюминиевого чайника: \[ Q_2=920\cdot0{,}7\cdot80=51\,520\ \text{Дж} \] Общая теплота: \[ Q=Q_1+Q_2=672\,000+51\,520=723\,520\ \text{Дж} \] **Ответ: примерно \(724\ \text{кДж}\).** --- ### 5. Начальная температура ртути Массы воды и ртути равны, поэтому массу \(m\) можно сократить. Вода нагрелась на: \[ 21-20=1^\circ\text{C} \] Значит, она получила: \[ Q_{\text{вода}}=4200\cdot m\cdot1 \] Ртуть остыла от \(t\) до \(21^\circ\text{C}\), значит, отдала: \[ Q_{\text{ртуть}}=140\cdot m\cdot(t-21) \] Приравниваем: \[ 4200=140(t-21) \] \[ t-21=30 \] \[ t=51^\circ\text{C} \] **Ответ: \(51^\circ\text{C}\).** --- ### 6. Добавление холодной воды Пусть добавили \(x\) литров холодной воды. Так как \(1\ \text{л}\) воды имеет массу примерно \(1\ \text{кг}\), масса холодной воды \(x\) кг. Горячая вода: \[ m_1=2\ \text{кг},\qquad 80\to60^\circ\text{C} \] Холодная вода: \[ m_2=x\ \text{кг},\qquad 10\to60^\circ\text{C} \] Уравнение теплового баланса: \[ 2\cdot(80-60)=x\cdot(60-10) \] \[ 2\cdot20=x\cdot50 \] \[ 40=50x \] \[ x=0{,}8\ \text{кг} \] **Ответ: \(0{,}8\ \text{л}\) холодной воды.** --- ### Проверка - В №3 получилось \(140\ \frac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot^\circ\text{C}}\) — это табличное значение для свинца. - В №5: \(4200=140\cdot30\) — баланс выполняется. - В №6 средняя температура: \[ \frac{2\cdot80+0{,}8\cdot10}{2{,}8} =\frac{168}{2{,}8} =60^\circ\text{C} \] Всё сходится.