Плавлення і кристалізація. Питома теплота плавлення
406. Як утворюються бурульки? за яких погодних умов? Чому частіше бурульки утворюються ближче до весни?
407. У сталевий казан, який має форму півкулі, налили воду, накрили важкою кришкою і винесли на ніч на мороз. Зранку вода в казані замерзла, а кришка піднялася. Чому піднялася кришка? За рахунок якої енергії було виконано роботу з підняття кришки?
408. Досвідчені садівники у випадку весняних нічних заморозків під час цвітіння плодових дерев увечері рясно поливають гілки з квітами водою. Чому це значно зменшує ризик втрати майбутнього врожаю?
409. Коли космічні апарати, що повертаються на Землю, проходять крізь атмосферу, їхня поверхня нагрівається до декількох тисяч градусів. Ці апарати покрито матеріалами, які мають невелику температуру, але високу питому теплоту плавлення. Чому такі покриття захищають екіпажі від смертельної небезпеки?
410. Деякі фірми випускають каструлі з незвичайним дном. Якщо таку порожню каструлю поставити на плиту, то вона досить швидко нагрівається до температури близько 98 °С, а потім поглинає тепло без підвищення температури. Коли температура знову почне зростати, каструлю потрібно зняти з плити і покласти в неї овочі. Тривалий час температура в каструлі буде 98 °С, і овочі готуватимуться при такій температурі без води. Що може міститися в дні каструлі?
411. Із розплавленого свинцю відливають пластинку розмірами 10 см х 20 см х 50 см. Яку кількість теплоти віддасть довкіллю свинець, якщо його початкова температура 700 К, а кінцева 27 °С? Вважайте, що питома теплоємність розплавленого свинцю становить 170 Дж/ (кг С).
412. У калориметр, де міститься вода при температурі 40 °С, поклали шматок льоду масою 400 г при 0 °С. Скільки води було в калориметрі, якщо весь лід розтанув і в калориметрі встановилася температура 0 °С?
413. Яку максимальну кількість льоду при 0 °С можна кинути в посудину, яка містить 4 кг води при температурі 40 °С, щоб увесь лід розтанув?
414. До мокрого снігу масою 500 г, який міститься в калориметрі, налили 500 г окропу. Після встановлення теплової рівноваги температура в калориметрі досягла 30 °С. Скільки води було в снігу?
415. Залізний брусок, який взято при температурі 500 °С, кидають у замет при 0 °С. Остигаючи, брусок розтопив 2 кг снігу. Якою є маса бруска?
416. У каструлю з окропом масою 1 кг кидають шматочки льоду при 0 °С. Скільки льоду потрібно вкинути в каструлю, щоб температура води дорівнювала 40 °С? Теплоємність каструлі становить 1000 Дж /°С.
417. У лунку на верхній поверхні шматка криги масою 2 кг наливають 100 г води при температурі 20 °С. Якою була початкова температура криги, якщо після встановлення теплової рівноваги половина води замерзла?
418. У воду при температурі 25 °С, яка міститься в калориметрі, кладуть шматок льоду. Маса води становить 400 г, маса льоду – 200 г. Якою була початкова температура льоду, якщо після встановлення теплової рівноваги в калориметрі залишилося 100 г льоду?
419. У калориметр, де міститься 200 г води при температурі 20 °С, поклали шматок льоду масою 80 г при -10 °С. Яка температура встановиться в калориметрі після завершення теплообміну?
420. У мідну каструлю масою 400 г полярні туристи поклали 2 кг снігу при температурі -30 °С. Каструлю поставили на гасовий пальник. Скільки гасу потрібно спалити туристам, щоб отримати в каструлі окріп? У довкілля переходить 50 % тепла, що виділяється при згорянні гасу.
421. З якої висоти має падати свинцева дробинка, щоб, ударившись об землю, вона розплавилась? Температуру на початку падіння вважайте рівною 27 °С, теплообмін з навколишнім середовищем приводить до того, що 50 % внутрішньої енергії дробинки переходить у довкілля.
422. З якою швидкістю має летіти мідна кулька, щоб, ударившись об мішок з піском, розплавитися? Температура кульки перед ударом дорівнює 87 °С, теплообмін з навколишнім середовищем приводить до того, що 50% внутрішньої енергії кульки переходить у довкілля.
423. Нагріту сталеву кульку кладуть на лід при 0°С. Кулька занурюється у лід наполовину. До якої температури було нагріто кульку?
424. У калориметрі міститься вода масою 400 г при 0°С. У воду кладуть шматок льоду масою 200 г при -20 °С. Яка температура встановиться у калориметрі?
425. В охолоджену до -8°С воду кидають маленький кристалик льоду. У воді починається швидкий процес кристалізації льоду на первинному кристалику. Яка частина води перетворюється в лід?