Вверх
Примеры решения задач по теме: «Количество теплоты. Уравнение теплового баланса»
Касс!ная физика на Youtube

Занимательные фишки - 7 класс

Конспекты - 7 класс

Занимательные фишки - 8 класс

Занимательные фишки - 9 класс

Конспекты, учебники, видео - 10-11 класс
"Что кажется нам чудом, на самом деле таковым не является!" - Симон Стевин
Но, что будет, если кота Шрёдингера засунуть в бутылку Клейна и обмотать всё лентой Мёбиуса?

Викторины

Диафильмы по физике

Презентации по физике

Ребусы и  кроссворды

Примеры решения задач по теме: «Количество теплоты. Уравнение теплового баланса»

«Физика - 10 класс»

Для решения задач нужно чётко выделять начальное и конечное состояния системы, а также характеризующие эти состояния параметры. Кроме этого, нужно уметь вычислять количество теплоты по формулам (13.5)— (13.9) и ещё помнить, что величина Q может быть как положительной, так и отрицательной.


Задача 1.


В калориметре находится лёд массой 1 кг при температуре t1 = -40 °С. В калориметр пускают пар массой 1 кг при температуре t2 = 120 °С. Определите установившуюся температуру и фазовое состояние системы. Нагреванием калориметра пренебрегите. (сл = 2,1 • 103 Дж/(кг • К), св = 4,2 • 103 Дж/(кг • К), сп = 2,2 • 103 Дж/(кг • К), λл = 3,3 • 105 Дж/кг, rп = 2,26 • 106 Дж/кг.)


Р е ш е н и е.


Прежде чем составлять уравнение теплового баланса, |Qотд| = Qпoл, оценим, какое количество теплоты могут отдать одни элементы системы, а какое количество теплоты могут получить другие. Очевидно, что тепло отдают: пар 1) при охлаждении до 100 °С и 2) при конденсации; вода, сконденсировавшаяся из пара, при остывании от 100 °С. Тепло получают: лёд 1) при нагревании и 2) при плавлении; вода, полученная из льда, нагревается от 0 °С до какой-то температуры. Определим количество теплоты, отданной паром при процессах 1 и 2:

|Qотд| = cпmп(t2 - 100) + rпmп = 23,0 • 105 Дж.

Количество теплоты, полученной льдом при процессах 1 и 2:

Qпoл = слтл(0 - t1) + λлmл = 4,14 • 105 Дж.

Из расчётов ясно, что |Qотд| = Qпoл. Растаявший лёд затем нагревается. Определим, какое количество теплоты нужно дополнительно, чтобы вода, образовавшаяся из льда (mл = mв), нагрелась до 100 °С:

Q'пол = свтв(100 - 0) = 4,2 • 105 Дж.

Следовательно, суммарное количество теплоты, которую может получить лёд, перешедший в воду, которая затем нагрелась до 100 °С, есть QпoлΣ = 8,34 • 105 Дж. Мы видим, что QпoлΣ < |Qотд|.

Из последнего соотношения следует, что не весь пар будет конденсироваться. Массу оставшегося пара можно определить из соотношения m'п = = (|Qотд| - QпoлΣ)/rп = 0,65 кг.



Окончательно в калориметре будут находиться пар и вода при температуре t = 100 °С, при этом m'п = 0,65 кг, mв = 1,35 кг.


Задача 2.


На сколько температура воды у основания водопада высотой 1200 м больше, чем у его вершины? На нагревание воды затрачивается 70 % выделившейся энергии. Удельная теплоёмкость воды св = 4200 Дж/(кг • К).


Р е ш е н и е.


При ударе падающей воды у основания водопада часть потенциальной энергии Еп = mgh идёт на нагревание воды: ηmgh = mcвΔt, откуда Δt = ηgh/cв = 1,96 °С.


Задача 3.


Постройте график зависимости температуры в калориметре от времени, если количество теплоты, сообщаемой системе, постоянно и равно q = 100 Дж/с. В калориметре находился лёд массой 1 кг при t1 = -20 °С.


Р е ш е н и е.


Количество теплоты, необходимой для нагревания льда до t = 0 °С,

Q1 = слm(0 - (-20)) Дж = 4,2 • 104 Дж.

Промежуток времени, за который лёд нагреется до 0 °С, Δt1 = Q1/q = = 4,2 • 102 с = 0,12 ч.

Количество теплоты, необходимой для таяния льда,

Q2 = λm = 3,3 • 105 Дж.

Промежуток времени, за который лёд полностью растает, Δt2 = Q2/q = 3,3 • 103 с ≈ 0,92 ч, t2 = 1,04 ч.

Количество теплоты, необходимой для нагревания воды от 0 до 100 °С,

Q3 = свm(100 - 0) Дж = 4,2 • 105 Дж.

Промежуток времени, за который произойдёт нагревание, Δt3 = Q3/q = 4,2 х 103 с ≈ 1,2 ч, t3 = 2,24 ч.

Для испарения воды требуется количество теплоты

Q4 = rm = 2,26 • 106 Дж.

Промежуток времени, за который произойдёт полное испарение, Δt4 = 2,26 • 104 с ≈ 6,3 ч, t4 = 8,54 ч.

Затем будет происходить нагревание пара. Количество теплоты, необходимой для нагревания пара до 120 °С,

Q5 = спm(120 - 100) Дж = 4,4 • 105 Дж.

Промежуток времени, за который произойдёт нагревание пара, Δt5 = 4,4 • 103 с ≈ 1,2 ч, t5 = 9,74 ч.

По полученным данным построен график зависимости t (°С) = ƒ(t) (рис. 13.6).


Источник: «Физика - 10 класс», 2014, учебник Мякишев, Буховцев, Сотский




Основы термодинамики. Тепловые явления - Физика, учебник для 10 класса - Класс!ная физика

Насыщенный пар --- Давление насыщенного пара --- Влажность воздуха --- Примеры решения задач по теме «Насыщенный пар. Влажность воздуха» --- Кристаллические тела --- Аморфные тела --- Внутренняя энергия --- Работа в термодинамике --- Примеры решения задач по теме «Внутренняя энергия. Работа» --- Количество теплоты. Уравнение теплового баланса --- Примеры решения задач по теме: «Количество теплоты. Уравнение теплового баланса» --- Первый закон термодинамики --- Применение первого закона термодинамики к различным процессам --- Примеры решения задач по теме: «Первый закон термодинамики» --- Второй закон термодинамики --- Статистический характер второго закона термодинамики --- Принцип действия тепловых двигателей. Коэффициент полезного действия (КПД) тепловых двигателей --- Примеры решения задач по теме: «КПД тепловых двигателей»



По следам "английских ученых"

  • Можно ли вскипятить воду звуком?

    Если у вас в доме вдруг пропало электричество, не работает электрический чайник, плита, и кончились спички, но зато вопреки всему во всю силу гремит музыка, давайте зададимся вопросом: можно ли вскипятить воду, используя звук? Насколько это реально?

Устали? - Отдохнем!




Новости


Азбука физики
Азбука физики
Викторины
Викторины

Научные игрушки
Научные игрушки
Загадки прошлого
Викторины
Простые опыты
Простые опыты
Парадоксы
Парадоксы
Это интересно
Интересная физика
История техники
История техники
Физика детям
Физика для детей
Библиотека
Библиотека
Знаете ли вы
Знаете ли вы
История физики
История физики
Любознательным
Любознательным
Мысли вслух
Мысли вслух
Этюды об ученых
Ученые-физики
Задачи Г. Остера
Задачи Григория Остера
Умные книжки
Умные книжки по физике
Есть вопросик
Ответы на попросы по физике
Его величество
Все о человеке
Музеи науки
Научные музеи
Достижения
Новости науки и техники

Контакты



Выпускникам

Как сдавать экзамены?
Тактика тестирования
Знаешь ли ты себя?
На урок

Класс!ная физика для любознательных

Презентации и диафильмы по физике

My-shop.ru - Интернет-магазин товаров для образования



Интернет-магазин Лабиринт