8 класс. Урок 13. Решение задач по теме "Количество теплоты. Тепловой баланс"

Теплота нагревания и охлаждения. Тепловой баланс.

Уме­ние вы­чис­лять необ­хо­ди­мое ко­ли­че­ство теп­ло­ты яв­ля­ет­ся очень важ­ным. Это может по­на­до­бить­ся, к при­ме­ру, при вы­чис­ле­нии ко­ли­че­ства теп­ло­ты, ко­то­рое необ­хо­ди­мо со­об­щить воде для обо­гре­ва по­ме­ще­ния. Или ко­ли­че­ство теп­ло­ты, ко­то­рое вы­де­ля­ет­ся при сжи­га­нии топ­ли­ва в раз­лич­ных дви­га­те­лях.


Для вы­чис­ле­ния ко­ли­че­ства теп­ло­ты необ­хо­ди­мо знать три вещи:

1. Масса тела (ко­то­рую, обыч­но, можно из­ме­рить с по­мо­щью весов).

2. Раз­ность тем­пе­ра­тур, на ко­то­рую необ­хо­ди­мо на­греть тело или охла­дить его (обыч­но из­ме­ря­ет­ся с по­мо­щью тер­мо­мет­ра).

3. Удель­ная теп­ло­ём­кость тела (ко­то­рую можно опре­де­лить по таб­ли­це).

Фор­му­ла, по ко­то­рой вы­чис­ля­ет­ся ко­ли­че­ство теп­ло­ты, вы­гля­дит сле­ду­ю­щим
об­ра­зом:

.

В этой фор­му­ле фи­гу­ри­ру­ют сле­ду­ю­щие ве­ли­чи­ны:

 – ко­ли­че­ство теп­ло­ты, из­ме­ря­ет­ся в Джо­у­лях (Дж);

 – удель­ная теп­ло­ём­кость ве­ще­ства, из­ме­ря­ет­ся в ;

 – раз­ность тем­пе­ра­тур, из­ме­ря­ет­ся в гра­ду­сах Цель­сия ().

1а. Сколько теплоты требуется для нагревания стальной детали массой 400 г от 15°С до 1200°С ? 1б. Сколько теплоты необходимо для охлаждения алюминиевой детали массой 50 г от 90°С до 40°С ? 2а. На сколько градусов можно нагреть серебро массой 40 г, передав ему 680 Дж энергии? 2б. На сколько градусов можно охладить лед массой 400 г, если у него забрать 400 кДж энергии? 3а. Сколько теплоты необходимо для нагревания воды массой 10 кг в железном котле массой 2 кг от 10°С до 50°С ? 3б. Сколько теплоты требуется для нагревания медной кастрюли массой 1,6 кг с водой массой 2,3 кг от 10°С до 100°С ? 4а. До какой степени был нагрет медный паяльник массой 200 г, если при его охлаждении до 20°С выделилось 30,4 кДж энергии? 4б. До какой степени остынет кипяток массой 5 кг, если с течением времени отдаст в окружающую среду 1,68 МДж своей энергии? 5а. В калориметре в воду массой 200 г при 18°С опустили железную гирю массой 100 г при 98°С, и температура воды установилась 22°С. Какова удельная теплоемкость железа по данным опыта, если пренебречь теплопередачей от воды к калориметру? 5б. В таз к 5 л холодной воды при 10°С добавляют горячую воду при 90°С, помешивая, чтобы температура оказалась равной 40°С. Сколько литров горячей воды необходимо добавить, пренебрегая теплопередачей от воды к тазу и окружающему воздуху? * * * 6а. В ванну налили 120 л воды при 10°С и 160 л воды при 70°С. Найдите установившуюся температуру смеси, пренебрегая теплопередачей от воды к ванне и воздуху. 6б. В калориметр налили воду массой 390 г при 20°С и воду массой 210 г при 60°С. Определите установившуюся температуру смеси, пренебрегая теплопередачей от воды к калориметру.