Задания 10. Тепловые явления
1. Задание 10 № 36. Сколько литров воды при 83 °С нужно добавить к 4 л воды при 20 °С, чтобы получить воду температурой 65 °С? Теплообменом с окружающей средой пренебречь.
1) 10 л 2) 1,6 л 3) 4 л 4) 6,25 л
2. Задание 10 № 63. Какое количество теплоты выделится при конденсации 2 кг пара, взятого при температуре кипения, и последующего охлаждения воды до 40 °С при нормальном атмосферном давлении?
1) 504 кДж 2) 4600 кДж 3) 4936 кДж 4) 5104 кДж
3. Задание 109 № 90. Три литра воды, взятой при температуре 20 °С, смешали с водой при температуре 100 °С. Температура смеси оказалась равной 40 °С. Чему равна масса горячей воды? Теплообменом с окружающей средой пренебречь.
1) 1 кг 2) 3 кг 3) 4 кг 4) 6 кг
4. Задание 10 № 117. В воду, взятую при температуре 20 °С, добавили 1 л воды при температуре 100 °С. Температура смеси оказалась равной 40 °С. Чему равна масса холодной воды? Теплообменом с окружающей средой пренебречь.
1) 1 кг 2) 2 кг 3) 3 кг 4) 5 кг
5. Задание 10 № 144. Какое количество теплоты необходимо, чтобы нагреть 1 л воды от 20 °С до 100 °С? Вода нагревается в алюминиевой кастрюле массой 200 г. Тепловыми потерями пренебречь.
1) 14,72 кДж 2) 336 кДж 3) 350,72 кДж 4) 483,2 кДж
6. Задание 10 № 171. Сколько спирта надо сжечь, чтобы нагреть воду массой 2 кг на 29 °С? Считать, что вся энергия, выделенная при сгорании спирта, идёт на нагревание воды.
1) 4,2 г 2) 8,4 г 3) 4,2 кг 4) 8,4 кг
7. Задание10№ 198. Сколько керосина надо сжечь, чтобы нагреть 3 кг воды на 46 °С? Считать, что вся энергия, выделенная при сгорании керосина, идёт на нагревание воды.
1) 12,6 г 2) 8,4 г 3) 4,6 г 4) 4,2 г
8. Задание 10 № 225. Какое количество теплоты необходимо для плавления куска свинца массой 2 кг, взятого при температуре 27 °С?
1) 50 кДж 2) 78 кДж 3) 89 кДж 4) 128 кДж
9. Задание 10 № 252. В стакан, содержащий лед при температуре −5 °С, налили воду, имеющую температуру 40 °С. Каково отношение массы воды к массе льда, если весь лед растаял и в стакане установилась температура 0 °С? Теплообменом с окружающим воздухом пренебречь.
1) 2,02 2) 1,86 3) 0,5 4) 0,06
10. Задание 10 № 279. По результатам нагревания кристаллического вещества массой 5 кг построен график зависимости температуры этого вещества от количества подводимого тепла.
Считая, что потерями энергии можно пренебречь, определите, какое количество теплоты потребовалось для нагревания 1 кг этого вещества в жидком состоянии на 1 °С?
1) 750 Дж 2) 1200 Дж 3) 2000 Дж 4) 150000 Дж
11. Задание 10 № 306. В сосуд налили 1 кг воды при температуре 90 °С. Чему равна масса воды, взятой при 30 °С, которую нужно налить в сосуд, чтобы в нём установилась температура воды, равная 50 °С? Потерями энергии на нагревание сосуда и окружающего воздуха пренебречь.
1) 1 кг 2) 1,8 кг 3) 2 кг 4) 3 кг
12. Задание 10 № 333. Какое количество теплоты выделится при кристаллизации воды массой 1 кг, взятой при температуре 10 °С?
1) 42 кДж 2) 330 кДж 3) 351 кДж 4) 372 кДж
13. Задание 10 № 360. Литровую кастрюлю, полностью заполненную водой, из комнаты вынесли на мороз. Зависимость температуры воды от времени представлена на рисунке. Какое количество теплоты выделилось при кристаллизации и охлаждении льда?
Примечание.
Удельную теплоту плавления льда считать равной
1) 414 кДж 2) 372 кДж 3) 246 кДж 4) 42 кДж
14. Задание 10 № 414. При охлаждении стальной детали массой 100 г до температуры 32 С° выделилось 5 кДж энергии. Температура стали до охлаждения составляла
1) 168 °С 2) 132 °С 3) 100 °С 4) 68 °С
15. Задание 10 № 468. При нагревании куска металла массой 200 г от 20 °С до 60 °С его внутренняя энергия увеличилась на 2400 Дж. Удельная теплоёмкость металла составляет
1) 600 Дж/(кг·°С) 2) 300 Дж/(кг·°С) 3) 200 Дж/(кг·°С) 4) 120 Дж/(кг·°С)
16. Задание 10 № 495. Какое количество теплоты потребуется, чтобы в алюминиевом чайнике массой 700 г вскипятить 2 кг воды? Первоначально чайник с водой имели температуру 20 °С.
Примечание.
Удельную теплоёмкость алюминия считать равной
1) 51,52 кДж 2) 336 кДж 3) 672 кДж 4) 723,52 кДж
17. Задание 10 № 522. Какой объём воды можно нагреть от 20 °С до кипения, сообщив ей 1,68 МДж теплоты?
1) 4 л 2) 5 л 3) 20 л 4) 50 л
18. Задание 10 № 549. Как изменится внутренняя энергия превращения 500 г льда, взятого при температуре 0 °С, в воду, имеющую температуру 20 °С? Потерями энергии на нагревание окружающего воздуха пренебречь.
1) уменьшится на 42 кДж 2) увеличится на 42 кДж
3) уменьшится на 207 кДж 4) увеличится на 207 кДж
19. Задание 10 № 576. На рисунке представлен график зависимости температуры от полученного количества теплоты для вещества массой 1 кг. Первоначально вещество находилось в твёрдом состоянии. Определите удельную теплоёмкость вещества в твёрдом состоянии.
1) 217 Дж/(кг·°С) 2) 250 Дж/(кг·°С) 3) 478 Дж/(кг·°С) 4) 550 Дж/(кг·°С)
20. Задание 10 № 603. Килограммовый кусок льда внесли с мороза в тёплое помещение. Зависимость температуры льда от времени представлена на рисунке. Какое количество теплоты было получено в интервале времени от 50 мин до 60 мин?
1) 84 кДж 2) 42 кДж 3) 126 кДж 4) 330 кДж
21. Задание 10 № 630. На диаграмме для двух веществ приведены значения количества теплоты, необходимого для нагревания 1 кг вещества на 10 °С и для плавления 100 г вещества, нагретого до температуры плавления. Сравните удельную теплоту плавления (λ1 и λ2) двух веществ.
1) 2) 3) 4)
22. Задание 10 № 657. На рисунке представлен график зависимости температуры от времени для процесса нагревания слитка свинца массой 1 кг. Какое количество теплоты получил свинец за 10 мин нагревания?
Примечание.
Удельную теплоёмкость свинца считать равной
1) 26 кДж 2) 29,51 кДж 3) 39 кДж 4) 42,51 кДж
23. Задание 10 № 684. На рисунке представлен график зависимости температуры от полученного количества теплоты для вещества массой 2 кг. Первоначально вещество находилось в твёрдом состоянии. Определите удельную теплоту плавления вещества.
1) 25 кДж/кг 2) 50 кДж/кг 3) 64 кДж/кг 4) 128 кДж/кг
24. Задание 10 № 711. На рисунке представлен график зависимости температуры t от времени τ для куска льда массой 480 г, помещённого при температуре −20°С в калориметр. В тот же калориметр помещён нагреватель. Найдите, какую мощность развивал нагреватель при плавлении льда, считая эту мощность в течение всего процесса постоянной. Теплоёмкостью калориметра и нагревателя можно пренебречь.
1) 330 Вт 2) 330 кВт
3) 336 Вт 4) 19,8 кВт
25. Задание 10 № 738. Тонкостенный сосуд содержит смесь льда и воды, находящуюся при температуре 0 °С. Масса льда 350 г, а масса воды 550 г. Сосуд начинают нагревать на горелке мощностью 1,5 кВт. Сколько времени понадобится, чтобы довести содержимое сосуда до кипения? Потерями теплоты и удельной теплоёмкостью сосуда, а также испарением воды можно пренебречь.
1) ≈5,5 мин 2) 7,5 мин 3) 4,2 мин 4) 154 с
26. Задание 10 № 792. В тепловой машине потери энергии составляют от энергии, выделяющейся при сгорании топлива. КПД этой тепловой машины равен
1) 2) 3) 4)
27. Задание 10 № 819. КПД тепловой машины равен . Какая часть энергии, выделяющейся при сгорании топлива, не используется в этой тепловой машине для совершения полезной работы?
1) 2) 3) 4)
28. Задание 10 № 846. Двигатель трактора совершил полезную работу 23 МДж, израсходовав при этом 2 кг бензина. Найдите КПД двигателя трактора.
1) 10% 2) 25% 3) 50% 4) 100%
29. Задание 10 № 873. Теплоизолированный сосуд содержит смесь льда и воды, находящуюся при температуре 0 °С. Масса льда 40 г, а масса воды 600 г. В сосуд впускают водяной пар при температуре +100°С. Найдите массу впущенного пара, если известно, что окончательная температура, установившаяся в сосуде, равна +20° С.
1) ≈0,4 г 2) ≈25,4 г 3) ≈41 г 4) ≈100 г
30. Задание 10 № 910. При нагревании и последующем плавлении кристаллического вещества массой 100 г измеряли его температуру и количество теплоты, сообщённое веществу. Данные измерений представлены в виде таблицы. Последнее измерение соответствует окончанию процесса плавления. Считая, что потерями энергии можно пренебречь, определите удельную теплоту плавления вещества.
1) 2) 3) 4)
31. Задание 10 № 971. В стакан массой 100 г, долго стоявший на столе в комнате, налили 200 г воды при комнатной температуре +20 °С и опустили в неё кипятильник мощностью 300 Вт. Через 4 минуты работы кипятильника вода в стакане закипела. Пренебрегая потерями теплоты в окружающую среду, найдите удельную теплоёмкость материала стакана.
1) 15 000 Дж/(кг · °С) 2) 8150 Дж/(кг · °С) 3) 600 Дж/(кг · °С) 4) –8150 Дж/(кг · °С)
32. Задание 10 № 998. В стакан массой 100 г, долго стоявший на улице, налили 200 г воды из лужи при температуре +10 °С и опустили в неё кипятильник. Через 5 минут работы кипятильника вода в стакане закипела. Пренебрегая потерями теплоты в окружающую среду, найдите мощность кипятильника. Удельная теплоёмкость материала стакана равна 600 Дж/(кг · °С).
1) 24 Вт 2) 270 Вт 3) 1 кВт 4) 24,12 кВт
33. Задание 10 № 1061. Пластилиновый шар упал без начальной скорости с высоты 5 м на каменный пол. Считая, что вся кинетическая энергия шара, приобретённая им за время свободного падения, превратилась во внутреннюю энергию пластилина, найдите, на сколько градусов нагрелся шар. Удельная теплоёмкость пластилина 2,5 кДж/(кг · °С).
1) 0,02 °С 2) 0,2 °С 3) 2,5 °С 4) 25 °С
34. Задание 10 № 1088. Свинцовый шар упал без начальной скорости с некоторой высоты на стальную плиту, в результате чего нагрелся на 0,3 °С. Считая, что вся кинетическая энергия шара, приобретённая им за время свободного падения, превратилась во внутреннюю энергию свинца, найдите, с какой высоты упал шар. Удельная теплоёмкость свинца 130 Дж/(кг · °С).
1) 0,1 м 2) 3,33 м 3) 3,9 м 4) 10 м
35. Задание 10 № 1145. Автомобиль УАЗ израсходовал 30 кг бензина за 2 ч. езды. Чему равна мощность двигателя автомобиля, если его КПД составляет 30%? (Удельная теплота сгорания бензина 4,6·107Дж/кг).
1) 57,5 кВт 2) 575 кВт 3) 1500 кВт 4) 6900 кВт
36. Задание 10 № 1172. Найдите массу бензина, израсходованную автомобилем УАЗ за 3 ч. езды, если мощность его двигателя равна 57,5 кВт, а его КПД 30%? (Удельная теплота сгорания бензина 4,6·107Дж/кг).
1) 0,045 кг 2) 13,5 кг 3) 45 кг 4) 72 кг
37. Задание 10 № 1199. В тонкостенный сосуд налили воду массой 1 кг, поставили его на электрическую плитку и начали нагревать. На рисунке представлен график зависимости температуры воды t°от времениτ. Найдите мощность плитки. Потерями теплоты и теплоёмкостью сосуда пренебречь.
1) 100 Вт 2) 700 Вт 3) 1 кВт 4) 30 кВт
38. Задание 10 № 1226. В тонкостенный сосуд налили воду, поставили его на электрическую плитку мощностью 800 Вт и начали нагревать. На рисунке представлен график зависимости температуры воды t от времени τ. Найдите массу налитой в сосуд воды. Потерями теплоты и теплоёмкостью сосуда пренебречь.
1) 0,03 кг 2) 0,5 кг 3) 2 кг 4) 10 кг
39. Задание 10 № 1253. Сколько граммов спирта нужно сжечь в спиртовке, чтобы нагреть на ней воду массой 580 г на 80 °С? КПД спиртовки (с учётом потерь теплоты) равен 20%. (Удельная теплота сгорания спирта 2,9·107Дж/кг, удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг·°С)).
1) 2,2 г 2) 33,6 г 3) 580 г 4) 1,344 г
40. Задание 10 № 1280. Сколько граммов воды можно нагреть на спиртовке на 30 °С, если сжечь в ней 21 грамм спирта? КПД спиртовки (с учётом потерь теплоты) равен 30%. (Удельная теплота сгорания спирта 2,9·107Дж/кг, удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг·°С)).
1) 65 г 2) 990 г 3) 1450 г 4) 16,1 г
41. Задание 10 № 1316. 3 л воды, взятой при температуре 20 °С, смешали с водой при температуре 100 °С. Температура смеси оказалась равной 40 °С. Чему равна масса горячей воды? Теплообменом с окружающей средой пренебречь.
1) 1 кг 2) 3 кг 3) 4 кг 4) 6 кг
42. Задание 10 № 1380. Два однородных кубика привели в тепловой контакт друг с другом (см. рисунок). Первый кубик изготовлен из цинка, длина его ребра 2 см, а начальная температура t1 = 1 °C. Второй кубик изготовлен из меди, длина его ребра 3 см, а начальная температура t2 = 74,2 °C. Пренебрегая теплообменом кубиков с окружающей средой, найдите температуру кубиков после установления теплового равновесия.
1) ≈ 20 °C 2) ≈ 44 °C 3) ≈ 60 °C 4) ≈ 71 °C
Примечание.
Плотности цинка и меди соответственно:
Удельные теплоёмкости цинка и меди соответственно:
43. Задание 10 № 1407. Два однородных кубика привели в тепловой контакт друг с другом (см. рисунок). Первый кубик изготовлен из меди, длина его ребра 3 см, а начальная температура t1 = 2 °C. Второй кубик изготовлен из алюминия, длина его ребра 4 см, а начальная температура t2 = 74 °C. Пренебрегая теплообменом кубиков с окружающей средой, найдите температуру кубиков после установления теплового равновесия.
1) ≈ 12 °C 2) ≈ 47 °C 3) ≈ 60 °C 4) ≈ 71 °C
Примечание.
Плотности алюминия и меди соответственно:
Удельные теплоёмкости алюминия и меди соответственно:
44. Задание 10 № 1456. Какое минимальное количество теплоты необходимо для превращения в воду 500 г льда, взятого при температуре –10°С? Потерями энергии на нагревание окружающего воздуха пренебречь.
1) 10500 кДж 2) 175500 Дж 3) 165000 Дж 4) 10500 Дж
45. Задание 109 № 1511. Как изменится внутренняя энергия 500 г воды, взятой при 20°С, при её превращении в лёд при температуре 0 °С?
1) уменьшится на 42 кДж 2) увеличится на 42 кДж
3) уменьшится на 207 кДж 4) увеличится на 207 кДж
46. Задание 10 № 1538. Какое количество теплоты выделится при остывании и дальнейшей кристаллизации воды массой 10 кг, взятой при температуре 10 °С?
1) 420 кДж 2) 3300 кДж 3) 3510 кДж 4) 3720 кДж
47. Задание 10 № 1571. Двигатель трактора совершил полезную работу 23 МДж, израсходовав при этом 2 кг бензина. Найдите КПД двигателя трактора.
1) 10% 2) 25% 3) 50% 4) 100%
48. Задание 109 № 1598. Какое количество теплоты выделится при кристаллизации 2 кг расплавленного олова, взятого при температуре кристаллизации, и последующем его охлаждении до 32°С?
1) 210 кДж 2) 156 кДж 3) 92 кДж 4) 14,72 кДж
49. Задание 10 № 1625. В сосуд с водой положили кусок льда. Каково отношение массы льда к массе воды, если весь лёд растаял и в сосуде установилась температура 0°С? Теплообменом с окружающим воздухом пренебречь. Начальные температуры воды и льда определите из графика зависимости температуры t от времени τ для воды и льда в процессе теплообмена.
1) 2,4 2) 1,42 3) 0,42 4) 0,3
50. Задание 10 № 1652. В сосуд с водой положили кусок льда. Каково отношение массы воды к массе льда, если весь лёд растаял и в сосуде установилась температура 0°С? Теплообменом с окружающим воздухом пренебречь. Начальную температуру воды и льда определите из графика зависимости t от времени τ для воды и льда в процессе теплообмена.
1) 2,38 2) 1,42 3) 0,42 4) 0,3
51. Задание 10 № 1688. На рисунке представлен график зависимости температуры t от времени τ, полученный при равномерном нагревании вещества нагревателем постоянной мощности. Первоначально вещество находилось в твёрдом состоянии.
Используя данные графика, выберите из предложенного перечня два верных утверждения. Укажите их номера.
1) Точка 2 на графике соответствует жидкому состоянию вещества.
2) Внутренняя энергия вещества при переходе из состояния 3 в состояние 4 увеличивается.
3) Удельная теплоёмкость вещества в твёрдом состоянии равна удельной теплоёмкости этого вещества в жидком состоянии.
4) Испарение вещества происходит только в состояниях, соответствующих горизонтальному участку графика.
5) Температура t2 равна температуре плавления данного вещества.