Самостоятельная работа №3. КОЛИЧЕСТВО ТЕПЛОТЫ. УДЕЛЬНАЯ ТЕПЛОЕМКОСТЬ.

Начальный уровень

1. Что потребует большего количества теплоты для на­гревания на 1°С: стакан воды или бидон воды?

2. Что потребует большего количества теплоты для на­гревания на 1°С: 100 г воды или 100 г меди?

3. Какое вещество имеет наименьшую удельную тепло­емкость?

4. Какое вещество имеет наибольшую удельную тепло­емкость?

5. Какое количество теплоты необходимо для нагрева­ния железа массой 1 г на 1°С?

6. Чтобы повысить температуру на 1°С олова массой 1 кг, требуется 230 Дж. Какова удельная теплоем­кость олова?

7. Алюминиевая деталь массой 1 кг остывает на 1°С. Какое количество теплоты выделится при остывании детали?

8. Чугунную деталь массой 1 кг нагрели на 1°С. На сколько увеличилась при этом внутренняя энергия детали?

Средний уровень

1. Каким количеством теплоты можно нагреть 0,3 кг воды от 12°С до 20°С?

2. Какую массу воды можно нагреть на 10°С 1 кДж теплоты?

3. На сколько градусов остыл кипяток в питьевом баке емкостью 27 л, если он отдал окружающей среде 1500 кДж теплоты?

4. Чтобы нагреть 110 г алюминия на 90°С, требуется 9,1 кДж. Вычислите удельную теплоемкость алюминия.

5. Какое количество теплоты необходимо для нагрева­ния латунной гири массой 200 г от 20 до 28°С?

6. Какова масса железной детали, если на ее нагревание от 20°С до 200°С пошло 20,7 кДж теплоты?

7. На сколько градусов повысилась температура 4 л во­ды, если она получила количество теплоты, равное 168 кДж?

8. Слиток серебра массой 120 г при остывании от 66°С до 16°С передал окружающей среде 1,5 кДж теплоты. Как велика удельная теплоемкость серебра?

Достаточный уровень

1. а) Почему в пустынях днем жарко, а ночью темпера­тура падает ниже 0°С? б) Чтобы охладить выточенную из меди деталь, имею­щую температуру 100°С, ее погрузили в 420 г воды с температурой 15°С. Определите массу детали, если из­вестно, что в процессе теплообмена вода нагрелась до 18°С.

2. а) По куску свинца и куску стали той же массы уда­рили молотком одинаковое число раз. Какой кусок нагрелся больше?

б) Стальную деталь массой 300 г нагрели до высокой температуры, а затем погрузили для закалки в 3 кг машинного масла, имеющего температуру 10°С. Оп­ределить начальную температуру детали, если тем­пература при установившемся тепловом равновесии была 30°С.

3. а) Почему железные печи скорее нагревают комнату, чем кирпичные, но не так долго остаются теплыми? б) В алюминиевый калориметр массой 140 г налили 250 г воды при температуре 15°С. После того как брусок из свинца массой 100 г, нагретый до 100°С, поместили в калориметр с водой, там установилась температура 16°С. Составить уравнение теплового баланса и определить удельную теплоемкость свинца.

4. а) Почему реки и озера нагреваются солнечными лу­чами медленнее, чем суша? б) Мальчик наполнил стакан, емкость которого 200 см³, кипятком на три четверти и дополнил ста­кан холодной водой. Определите, какая установилась температура воды, если температура холодной воды равна 20°С.

5. а) Медной и стальной гирькам одинаковой массы пе­редали равные количества теплоты. У какой гирьки температура изменится сильнее? б) Стальное изделие закалялось нагреванием до тем­пературы 800°С с последующим опусканием в масло массой 2 кг, взятое при температуре 10°С. При этом масло нагрелось до температуры 40°С. Найти массу стального изделия, если при переносе в масло изде­лие охладилось на 20°С. Удельная теплоемкость масла 2100Дж/(кгּ°С).

6. а) Что эффективнее использовать в качестве грелки — 2 кг воды или 2 кг песка при той же температуре? б) Для приготовления ванны вместимостью 200 л смешали холодную воду при температуре 10°С с го­рячей при температуре 60°С. Какие объемы той и другой воды надо взять, чтобы установилась темпе­ратура 40°С?

7. а) На что расходуется больше энергии: на нагревание воды или алюминиевой кастрюли, если их массы одинаковы? б) Вода массой 150 г, налитая в латунный калори­метр массой 200 г, имеет температуру 12°С. Найти температуру, которая установится в калориметре, ес­ли в воду опустить железную гирю массой 0,5 кг, на­гретую до 100°С.

8. а) В каком случае горячая вода в стакане охладится больше: если в него опустить серебряную или алю­миниевую ложку той же массы? Ответ обосновать. б) Смешали 39 л воды при 20°С и 21 л воды при 60°С. Определить температуру смеси.

Высокий уровень

1. Смешали 6 кг воды при 42°С, 4 кг воды при 72°С и 20 кг воды при 18°С. Определить температуру смеси.

2. В алюминиевый сосуд массой 45 г налили 150 г воды при температуре 20°С. В сосуд опустили цилиндр массой 200 г, температура которого 95°С, при этом температура воды повысилась до 30°С. Определить удельную теплоемкость вещества, из которого изго­товлен цилиндр.

3. В 200 г воды при 20°С помещают 300 г железа при 10°С и 400 г меди при 25°С. Найти установившуюся температуру.

4. В латунный калориметр массой 128 г, содержащий 240 г воды при температуре 8,5°С, опущен металличе­ский цилиндр массой 146г, нагретый до 100°С. В ре­зультате теплообмена установилась температура 10°С. Определить удельную теплоемкость металла цилиндра.

5. Латунный сосуд массой 200 г содержит 400 г анили­на при температуре 10°С. В сосуд долили 400 г ани­лина, нагретого до температуры 31°С. Найти удель­ную теплоемкость анилина, если в сосуде установилась температура 20°С.

6. В каком отношении надо взять объемы свинца и оло­ва, чтобы их теплоемкости были одинаковы?

7. В железном калориметре массой 100 г находится 500 г воды при температуре 15°С. В калориметр бро­сают свинец и алюминий общей массой 150 г и тем­пературой 100°С. В результате температура воды поднимается до 17°С. Определить массы свинца и алюминия.

8. После опускания в воду, имеющую температуру 10°С, тела, нагретого до 100°С, через некоторое вре­мя установилась общая температура 40°С. Какой станет температура воды, если, не вынимая первого тела, в нее опустить еще одно такое же тело, нагре­тое до 100°С?