Тема: Расчет количества теплоты. 1. Решение задач. Задача 1. В алюминиевой кастрюле, масса которой 800г, нагревается 5 л воды от 100С до кипения. Какое количество теплоты пойдет на нагревание кастрюли и воды? Дано: m1=800г V=5л t1=100C t2=1000C = 0,8 кг = 0,005 м3 Q-? с1=920 Дж/кг0С с2=4200 Дж/кг0С =1000 кг/м3 Решение Количество теплоты, необходимое для нагревания кастрюли и воды: Q=Q1+Q2, где Q1 =c1m1(t2-t1) – количество теплоты, необходимое для нагревания кастрюли; Q2=c2m2(t2-t1) – количество теплоты, необходимое для нагревания воды. Поскольку m2=V, то Q2=c2m2(t2-t1)= =c2V(t2-t1) Вычисления. Q1=920 Дж/кг0С* 0,8 кг(1000С-100С)= =6624 Дж=6, 624 кДж Q2=4200 Дж/кг0С*1000кг/м3*0,005 м3(1000С-100С)= =1890000 Дж=1890 кДж Q=6,524 кДж + 1890 кДж = 1896, 524 кДж Ответ: Q=1896, 524 Дж. Задача №2. Вам даны сосуд с холодной водой, термометр и мензурка. Определите количество теплоты, которое потребуется для нагревания этой воды до температуры 750С. Решение: Количество теплоты, необходимое для нагревания воды можно вычислить по формуле Q=cm(t2-t1). Нам неизвестны масса и начальная температура. Температуру воды определим термометром, а с помощью мензурки – объем воды. Запишем полученные данные: Дано: V=150 см3 t1=180C t2=750C = 0,00015 м3 Q = cm(t2-t1). m = V Q = cV(t2-t1) Q-? c = 4200 Дж/кг0С =1000 кг/м3 Вычисления: Q=4200Дж/кг0С*1000кг/м3*0,00015 м3*570С= =35910 Дж = 35, 91 кДж. Задача №3. Какое количество теплоты пойдет на нагревание воды от 150С до 250С в бассейне, длина которого 100 м, ширина 6 м и глубина 2 м? Дано: t1 = 150C t2 = 250C a = 100 м b=6м c=2м Решение. Количество теплоты, необходимое для нагревания воды: Q=cm(t2-t1). Массу воды найдем по формуле m=V. Объем бассейна можно найти, зная его размеры: V=abc. С учетом этого формулу для расчета количества теплоты можно записать в виде: Q=cabc(t2-t1) Q=4200Дж/кг0С*1000кг/м3*100 м*6 м*2 м*(2515)0С=50400000000 Дж=504*108 Дж. Q-? c = 4200 Дж/кг0С = 1000 кг/м3 Ответ: Q = 504*108 Дж. Задача № 4. Определите удельную теплоемкость металла, если на нагревание бруска массой 100 г, сделанного из этого металла, от 200С до 240С потребовалось 152 Дж теплоты. Дано: m = 100г. t1 = 200C t2 = 240C Q = 152 Дж Решение: Количество теплоты, затраченное на нагревание металла вычисляется по формуле: Q=cm(t2-t1) Тогда удельную теплоемкость можно вычислить Q по формуле: c m( t 2 t1 ) = 0,1 кг c-? Вычисления. 152Дж c 380Дж / кг 0С 0,1кг (240 200 ) Ответ: с = 380 Дж/кг0С. По таблице находим, что такую теплоемкость имеет латунь. Задача № 5. На сколько градусов нагреется кусок алюминия массой 2 кг, если ему сообщить такое количество теплоты, какое идет нагревание воды массой 880 г от 00С до 100 0С? Дано: m1 = 2 кг m2 = 880г t1 = 00C t2 = 1000C Q1 = Q2 = 0,88 кг t - ? c2 = 4200 Дж/кг0С c1 = 920 Дж/кг0С Решение Количество теплоты, необходимое для нагревания алюминия, найдем по формуле: Q1=c1m1t Количество теплоты, необходимое для нагревания воды: Q2 = c2m2(t2-t1). Так как Q1 = Q2 или c1m1t = c2m2(t2-t1) Можно найти t: c m (t t ) t 2 2 2 1 c1m1 Вычисления: 4200Дж / кг 0С 0,88кг (1000 00 ) t 2000 С 0 920Дж / кг С 2кг Ответ: t = 2000С