Температура в лаборатории поддерживается равной \(20\) °С. В помещение лаборатории вносят два медных бруска. Первый брусок имеет массу \(5\) кг и начальную температуру \(100\) °С, а второй – массу \(2\) кг и температуру \(200\) °С. Первый брусок кладут сверху второго. Какую примерно температуру будут иметь оба бруска при достижении теплового равновесия? Ответ: _________________°С

В соответствии с законом сохранения энергии более нагретый брусок отдает тепло менее нагретому. В результате этого процесса оба бруска будут иметь одинаковую (равновесную) температуру, а затем, постепенно остывать до той температуры,которая поддерживается в лаборатории,то есть до \(20\) °С.

Какое количество теплоты отдало при остывании медное тело массой \(2\) кг, взятое при температуре \(180\) °С, если его конечная температура равна \(170\) °С? Ответ: _________________кДж

Решение: Температура медного тела уменьшилась с \(180\) °С до \(170\) °С,значит изменение его температуры \(\Delta t=10°С\) При остывании медного тела на \(10^{\circ}\)С выделяется энергия, которую можно найти по формуле: \(Q=cm\Delta t ,где\text{ }c=400\frac{Дж}{кг\cdot°С}\) Подставим числовые значения: \(Q=400\cdot 2\cdot 10=8000~Дж=8~кДж\)

КПД тепловой машины равен \(25\)%. Какую работу совершила машина, если при сгорании топлива выделилось количество теплоты, равное \(4\) МДж? Ответ: _________________кДж

\(1\text{ МДж}=10^6\text{ Дж}\) Запишем формулу КПД: \(\eta=\frac{A}{Q}\) Подставим числовые значения: \(0,25=\frac{A}{4\cdot 10^6}\text{ }\) \(A=0,25\cdot 4\cdot 10^6=10^6\text{ Дж}=1000\text{ кДж}\)

Чему равна масса спирта, взятого при температуре \(28\) °С, если для его нагревания до температуры кипения необходимо затратить количество теплоты, равное \(12\) кДж? Ответ: _________________кг

Решение: Температура кипения спирта составляет \(78^{\circ}\)С На нагревание спирта с \(28^{\circ}\)С до \(78^{\circ}\)С, т.е. на \(50^{\circ}\)С требуется энергия, которую можно расписать по формуле: \(Q=cm\Delta t,\) где \(c=2400~\frac{Дж}{кг\cdot °С}\) Подставим числовые значения и найдем массу спирта: \(12000=2400\cdot m\cdot 50 \\ m=0,1~кг\)

На сколько градусов охладится стальная деталь массой \(10\) кг, если отданное ею количество теплоты равно \(1\) МДж? Ответ: _________________°С

Решение: При охлаждении стальной детали выделяется энергия, которую можно расписать по формуле: \(Q=cm\Delta t,\) где \(c=500~\frac{Дж}{кг\cdot °С}\) Подставим числовые значения в формулу и найдем изменение температуры стальной детали : \(1000000=500\cdot 10\cdot \Delta t \\ \Delta t=200~°С\)