<<Предыдущая
страница.
Е.А.
Царева
Раздел 3. Мир
теплоты.
3.9. Задачи для
самостоятельного
решения.
- Температура
плавления
стали 14000С.
При
сгорании
пороха в
канале
ствола
орудия
температура
достигает 36000С.
Почему
ствол
орудия не
плавится
при
выстреле?
- Если в воду
при
температуре
t
= 00С бросить
кусок льда
при t
= - 220C,
произойдет
заметное
увеличение
массы льда.
Процесс
кристаллизации
воды
сопровождается
выделением
значительного
количества
теплоты.
Почему же
при этом
вода не
нагревается?
- В кастрюле
кипит вода, и
в ней
варятся
макароны.
Кипит ли
вода в
трубках
макарон?
- Бутылку из
пластмассы
на 9/10 ее
объема
заполнили
кипятком и
закрыли
пробкой.
Почему, если
воду в
бутылке
встряхнуть,
пробка
может
вылететь? (Гидравлический
удар на
пробку
отсутствует.)
- В двух
одинаковых
чайниках,
поставленных
на
одинаковые
горелки,
кипит вода. У
одного из
них крышка
часто
подпрыгивает,
а у другого
неподвижна.
Почему?
- При
изготовлении
льда в
домашнем
холодильнике
потребовалось
5 минут для
того, чтобы
охладить
воду от 4 до 00С,
и еще 1 час 40
минут для
того, чтобы
она
превратилась
в лед,
температура
которого 00С?
Чему равна
удельная
теплота
плавления
льда?
- В воду
массой 1,5 кг
положили
лед,
температура
которого 00С.
Начальная
температура
воды 300С.
Сколько
нужно взять
льда, чтобы
он весь
растаял?
- В
калориметре
находятся
лед и вода
при
температуре
00С. Масса
льда и воды
одинакова и
равна 500
г. В
калориметр
вливают
воду массой 1
кг при
температуре
500С. Какая
температура
установится
в нем?
- В
углубление,
сделанное
во льду,
вливают
свинец.
Сколько
было взято
свинца, если
он остыл до
температуры
00С и при
этом
растопил
лед массой 270 г?
Начальная
температура
льда 00С,
свинца 4000С.
- В термос с
водой
поместили
лед при
температуре
100С. Масса
воды 400г,
масса льда 100 г,
начальная
температура
воды 200С.
Определите
окончательную
температуру
в термосе.
- В медном
сосуде
массой 400 г
находится
вода массой 500
г при
температуре
400С. В воду
бросили
кусок льда
при
температуре
100С. Когда
установилось
тепловое
равновесие,
остался
нерасплавленный
лед массой 75 г.
Определить
начальную
массу льда.
- Кусок
льда массой 700
г поместили
в
калориметр
с водой.
Масса воды 2,5
кг,
начальная
температура
50С. Когда
установилось
тепловое
равновесие,
оказалось,
что масса
льда
увеличилась
на 64 г.
Определить
начальную
температуру
льда.
- В
калориметр
с водой
объемом 1 л
опустили
мокрый снег.
Масса снега 250
г, начальная
температура
воды 200С.
После
плавления
снега
температура
воды в
калориметре
стала
равной 50С.
Сколько
воды
содержалось
в снеге?
- Для
опытного
определения
удельной
теплоты
парообразования
воды сухой
пар,
температура
которого 1000С,
пропустили
через воду,
налитую в
медный
калориметр.
Масса воды 400 г,
масса
калориметра
200 г. После
этого масса
воды в
калориметре
возросла до 421
г, а
температура
воды
повысилась
от 100С до 400С.
Какое
значение
теплоты
парообразования
было
получено?
- В
калориметр,
содержащий
лед массой 100 г
при
температуре
00С,
впустили
пар,
температура
которого 1000С.
Сколько
воды
окажется в
калориметре
после того,
как весь лед
растает.
- Почему пар
обжигает
сильнее
воды той же
температуры?
- Холодильник,
потребляющий
мощность Р
за время t
превратил в
лед воду,
имевшую
массу m и
температуру
t.
Какое
количество
теплоты
выделит
холодильник
в комнате за
это время
при условии,
что его
теплоемкостью
можно
пренебречь.
- При
соблюдении
некоторых
предосторожностей
воду можно
переохладить,
т.е. охладить
ниже 00С.
Пробирку,
содержащую 12
г
переохлажденной
воды с
температурой
50С,
встряхивают.
При этом
часть воды
замерзает.
Какова
масса
образовавшегося
льда?
- В
калориметр,
содержащий 1,5
кг воды при
температуре
200С,
положили 1,0 кг
льда,
имеющего
температуру
100С. Какая
температура
установится
в
калориметре?
- Решить
задачу 19 при: а)
массе льда 1,10
кг; б) массе
льда 8,0 кг.
Остальные
числовые
значения в
условии не
изменяются.
Определить
в каждом
случае
суммарный
объем
вещества в
калориметре
после
установления
теплового
равновесия.
- Железнодорожная
линия
проложена
из рельсов
длиной 20 м в
день, когда
температура
составляла 50С.
Между
рельсами
оставлены
зазоры 1 см.
При какой
температуре
рельсы
сомкнутся? (Коэффициент
линейного
расширения
стали равен 11
106 К-1).
- Определить
отношение
длин двух
стержней
, сделанных
из
различных
материалов
с
коэффициентами
линейного
расширения
и
, чтобы при
любой
температуре
разность их
длин
оставалась
постоянной.
- Диаметр
колеса
паровоза
при
температуре
00С
составляет 2
м.
Определить
разность
числа
оборотов
колеса
летом при
температуре
350С и зимой
при
температуре
250С на пути
перегона 200 км.
Коэффициент
линейного
расширения 1,2
10-5К-1.
Обязательные
задания: 2, 5, 6, 7, 11, 13, 15, 17,
18, 20, 21
Критерии
оценок:
зачет - 6 - 7
задач,
4 - 8
10 задач,
5 - 11
задач.
Решения,
ответы,
указания.
- Сгорание
заряда
пороха при
выстреле
происходит
довольно
быстро, и
ствол
орудия не
успевает
прогреться
до
температуры
плавления.
- Нет. Чтобы
вода в
полости
макарон
кипела, ей
необходимо
сообщать
тепло от
более
нагретого
тела. Вода в
кастрюле не
может быть
нагретой
выше
температуры
кипения.
Поэтому
температура
воды в
полости
макарон
может лишь
сравниться
с
температурой
воды в
кастрюле.
- Пробка
может
вылететь
потому, что
при
встряхивании
увеличивается
поверхность
испарения. А
это влечет
за собой
увеличение
давления
пара.
-
3,36 105 Дж/кг.
-
0,57 кг.
-
5,30С.
-
1,2 кг.
- 00С. не
растает еще
5 г льда.
-
0,327 кг.
-
-500С
- 75 г.
-
2,3 106 Дж/кг.
-
112 г.
- При
охлаждении,
например, на 10С
одной капли
кипятка
выделяется
во много раз
меньше
количества
теплоты, чем
выделяется
лишь при
конденсации
пара той же
массы и
температуры,
что и капля
воды.
- Q
= Pt +
mc(t
0) + lm,
где с
удельная
теплоемкость
воды, l
- удельная
теплота
кристаллизации.
- 0,76 г.
- 00С.
- а) Q
= 13,50С,
=1,6 л;
б)
Q = 00С,
= 10,4 л.
21.
50,50С.
22.
22,9
оборота.
Используются технологии
uCoz