Прыклады пытанняў па прынцыпе Чорнага

15 прыкладаў прынцыповых пытанняў Блэка

1. Лёд масай 0,2 кг змяшалі з цёплай гарбатай масай 0,2 кг. Тэмпература лёду = –10^oC, тэмпература цёплага гарбаты = 40^oC. Удзельная цеплаёмістасць лёду = 2100 Дж/кг C^o, удзельная цеплаёмістасць вады = 4200 Дж/кг C^o, цеплыня плаўлення вады = 334 000 Дж/кг. Калі лёд і гарачы чай змешваюцца ў ізаляванай замкнёнай сістэме, вызначце канчатковую тэмпературу сумесі.

Абмеркаванне
Гэта вядома :
Маса лёду (m es) = 0,2 кг
Маса цёплай гарбаты (м3 гарбаты) = 0,2 кг
Удзельная цеплаёмістасць вады (c вады) = 4180 Дж/кг C^o
Удзельная цеплаёмістасць лёду (c es) = 2100 Дж/кг C^o
Цеплыня плаўлення вады (л)_f вада) = 334 000 Дж/кг
Тэмпература лёду (T es) = -10^oC
Тэмпература цёплай гарбаты (T tea) = 40^oC
Спыталі канчатковая тэмпература сумесі (T сумесі) ?
Джаваб :
Першы крок, ацэнка канчатковага стану.
Цяпло, якое павінна вылучыцца вадой, каб панізіць тэмпературу 0,2 кг цёплай гарбаты з 40^oC да 0^oC:
Цяпло, якое паглынае 0,2 кг лёду для павышэння яго тэмпературы з -10^oC да 0^oC:
Цеплыня, якая спажываецца для плаўлення 0,2 кг лёду (цяпло, неабходнае для пераўтварэння ўсяго лёду ў ваду):
Зыходзячы з вышэйзгаданых разлікаў, былі атрыманы наступныя вынікі:
Q вызваляецца = 33,444 кДж
Q атрымана = 4,2 кДж
Q плаўлення = 66,8 кДж

Калі гарачая гарбата вылучае 33,44 кДж цяпла, тэмпература гарачай гарбаты змяняецца з 40°C да 0°C. Частка вылучанай цяпла (каля 4,2 кДж) выкарыстоўваецца для павышэння тэмпературы лёду з -10°C да 0°C. ^oC да 0^oC. 33,44 кДж – 4,2 кДж = 29,24 кДж. Каб расплавіць увесь лёд і ператварыць яго ў ваду, патрабуецца 66,8 кДж цяпла. Астатняе цяпло складае 29,24 кДж.

Можна зрабіць выснову, што цяпло, якое вылучаецца цёплай гарбатай, выкарыстоўваецца толькі для павышэння тэмпературы лёду з -10 ^oC да 0^oC і растапляе частку лёду. Частка лёду ператварылася ў ваду, а частка — не. Падчас працэсу пераходу з цвёрдага стану ў вадкі тэмпература не змяняецца. Такім чынам, канчатковая тэмпература сумесі роўная 0^oC.

2. Маса гарачай гарбаты = 0,4 кг, маса лёду = 0,2 кг, тэмпература кубікаў лёду = -10^oC, тэмпература гарачай гарбаты = 90^oC. Калі абодва змяшаць, якая канчатковая тэмпература сумесі?
Абмеркаванне
Першы крок: ацэнка канчатковага стану
Цяпло, якое павінна вылучыцца вадой, каб панізіць тэмпературу 0,4 кг гарачай гарбаты з 90^oC да 0^oC:
Цяпло, якое атрымлівае 0,2 кг лёду, каб павысіць яго тэмпературу з -10^oC да 0^oC:
Цеплыня, неабходная для расплаўлення 0,2 кг лёду (цеплыня, неабходная для пераўтварэння ўсяго лёду ў ваду):
Зыходзячы з вышэйзгаданых разлікаў, былі атрыманы наступныя вынікі:
Q вызваляецца = 150,48 кДж
Q атрымана = 4,2 кДж
Q плаўлення = 66,8 кДж
Калі гарачая гарбата вылучае 150,48 кДж цяпла, тэмпература гарачай гарбаты змяняецца з 90°C да 0°C. Частка вылучанай цяпла (4,2 Дж) выкарыстоўваецца для павышэння тэмпературы лёду з -10°C да 0°C. 150,48 кДж – 4,8 кДж = 146,28 кДж. Астатняя цеплыня = 146,28 кДж.
Цепла, неабходнае для расплаўлення ўсяго лёду ў ваду, складае ўсяго 66,8 кДж. 146,28 кДж – 66,8 кДж = 79,48 кДж. Гарачая гарбата не павінна аддаваць усё сваё цяпло, пакуль яе тэмпература не апусціцца да 0.^oC. У заключэнне, канчатковая тэмпература сумесі павінна быць вышэйшай за 0^oC.

Другі крок: вызначэнне канчатковай тэмпературы (T)
Цяпло, неабходнае для павышэння тэмпературы лёду з -10^oC да 0^oC складае 4200 Дж.
Цеплыня, неабходная для расплаўлення ўсяго лёду ў ваду (схаваная цеплыня) = 66 800 Дж
Цяпло, неабходнае для павышэння тэмпературы вады (вады, якая ўтвараецца ў выніку раставання ўсяго лёду) ад 0^oC да T^oC = (маса лёду)(удзельная цеплаёмістасць вады)(T – 0) = (0,2)(4180)(T) = 836 T
Цяпло, якое вылучаецца цёплай гарбатай, каб панізіць яе тэмпературу з 90°C да T = (шчыльнасць вады)(90-T) = (0,4)(4180)(90 – T) = 1672 (90-T) = 150 480 – 1672 T

 

3. 60 грамаў вады пры тэмпературы 90^oC (удзельная цеплаёмістасць вады = 1 кал.г^-1.^oC^-1) змяшаць з 40 грамамі падобнай вады пры тэмпературы 25^oC. Калі ніякія іншыя фактары не ўплываюць на гэты працэс, то канчатковая тэмпература сумесі…

А. 15,4 ^oC
B. 23,0 ^oC
С. 46,0 ^oC
Д. 64,0 ^oC
Э. 77,0 ^oC

Абмеркаванне
Гэта вядома :
Маса вады 1 (м₁) = 60 грамаў
Тэмпература вады 1 (T₁) = 90^oC
Маса вады 2 (м₂) = 40 грамаў
Тэмпература вады 2 (T₂) = 25^oC
Удзельная цеплаёмістасць вада (к) = 1 кал.г^-1.^oC^-1
Спыталі : суху канчатковы мікс
Джаваб :
Цяпло, якое вылучаецца вадой высокай тэмпературы (Q вылучаецца) = цяпло, якое паглынаецца вадой нізкай тэмпературы (Q паглынаецца)
m₁ c (ΔT) = m₂ c (ΔT)
(60)(1)(90 – Т) = (40)(1)(Т – 25)
(60)(90 – Т) = (40)(Т – 25)
5400 – 60T = 40T – 1000
5400 + 1000 = 40Т + 60Т
6400 = 100Т
Т = 6400/100
Т = 64^oC
Правільны адказ — Д.

4. Кавалак алюмінію мае масу 500 грамаў і тэмпературу 30 ^oC змяшчаецца ў пасудзіну з вадой масай 200 грамаў і тэмпературай 90 ^oC. Калі вядома, што ўдзельная цеплаёмістасць алюмінію роўная 0,22 кал/г C^o а ўдзельная цеплаёмістасць вады роўная 1 кал/г°C^o, тады канчатковая тэмпература вады і алюмінію будзе...
А. 20,3 ^oC
B. 42,2 ^oC
С. 68,7 ^oC
Д. 80,5 ^oC
Э. 100 ^oC
Абмеркаванне:
Адзінку масы, грамы (г), не трэба пераўтвараць у кілаграмы (кг), таму што ўдзельная цеплаёмістасць алюмінію і ўдзельная цеплаёмістасць вады выражаюцца ў кал/г°C.^o.
Гэта вядома :
м алюмінія = 500 грамаў
c алюмінія = 0,22 кал/гC^o
T алюмінія = 30 ^oC
м вады = 200 грамаў
c вады = 1 кал/гКл^o
Т вады = 90 ^oC
Спыталі :
Канчатковая тэмпература (T) вады і алюмінію?
Джаваб :

Формула цяпла Q = (m)(c)(ΔT)

Q вады = = (200 грамаў)(1 кал/гК^o)(90 ^oС – Т)
Q алюмінія = (500 грамаў)(0,22 кал/гК^o)(Т– 30 ^oC)

Асноўная формула Блэка :Q _{выключаны} =Q _{паглынаць}

Вада мае больш высокую пачатковую тэмпературу (90 ^oC), каб вада вызваляла цяпло, алюміній мае больш нізкую пачатковую тэмпературу (30 ^oC) каб алюміній паглынаў цяпло. Канчатковая тэмпература сумесі вады і алюмінію павінна быць ніжэйшай за пачатковую тэмпературу вады і вышэйшай за пачатковую тэмпературу алюмінію.
(200 грамаў)(1 ккал/гК^o)(90 ^oC – T) = (500 грамаў)(0,22 ккал/г C^o)(Т– 30 ^oC)
(200)(1)(90-T) = (500)(0,22)(T-30)
(200)(90 - Т) = (110)(Т - 30)
18000 – 200 Т = 110 Т – 3300
18000 + 3300 = 110 Т + 200 Т
21300 = 310 Т
Т = 68,7 ^oC
Канчатковая тэмпература злучэння вады і алюмінію складае 68,7 ^oC.
Правільны адказ — С.

5. Кавалак металу масай 300 грамаў пры тэмпературы 80 ^oC, апушчаны ў 200 грамаў вады пры тэмпературы 40 ^oC. Удзельная цеплаёмістасць вады = 1 кал/г C^oКалі канчатковая тэмпература сумесі металу і вады складае 50^o C і кантэйнер не паглынае цяпло, то ўдзельная цеплаёмістасць металу роўная…
А. 0,15 кал/г C^o
B. 0,22 кал/г C^o
C. 1,50 ккал/г C^o
D. 4,8 ккал/г C^o
E. 7,2 кал/г C^o
Абмеркаванне:
Гэта вядома :
м металу = 300 грамаў
Т металу = 80 ^oC
м вады = 200 грамаў
Т вады = 40 ^oC
c вады = 1 ккал/г C^o
T канчатковай сумесі металу і вады = 50 ^oC
Спыталі :
з металам?
Джаваб :
Q метал = (m)(c)(ΔT) = (300 грамаў)(c метал)(80^oЗ - 50^oC) = (300 грамаў)(c металу)(30 C^o)
Q вады = (m)(c)(ΔT) = (200 грамаў)(1 ккал/г C^o)(60^oЗ - 50^oC) = (200 грамаў)(1 ккал/г C^o)(10°C^o)

Асноўная формула Блэка :Q _{выключаны} =Q _{паглынаць}

Метал мае больш высокую пачатковую тэмпературу (80 ^oC), каб метал вызваляў цяпло, вада мае больш нізкую пачатковую тэмпературу (40 ^oC) каб вада паглынала цяпло.
(300 грамаў)(c метал)(30°C^o) = (200 грамаў)(1 ккал/г C^o)(10°C^o)
(300)(c)(30) = (200)(1)(10)
9000°c = 2000
с = 2000 / 9000
c = 0,22 кал/г C^o
Удзельная цеплаёмістасць металу складае 0,22 кал/г°C.^o.
Правільны адказ — Б.

6. Два аднолькавыя шарыкі маюць аднолькавую тэмпературу 40 ^oC, два шарыкі маюць масу 10 грамаў і 40 грамаў адпаведна. Абодва шарыкі змяшчаюцца ў вадкасць, так што тэмпература абодвух шарыкаў падымаецца да 60^oC. Калі ўдзельная цеплаёмістасць шара роўная 2 кал/гр C^o і 1 калорыя = 4,2 джоўлі, тады розніца ў цяпле, паглынутай кожным шарыкам, складае...
А. 5,04 х 10³ Джоўль
Б. 7,50 х 10³ Джоўль
С. 10,6 х 10³ Джоўль
D. 40 х 10³ Джоўль
E. 42 х 10³ Джоўль
Абмеркаванне:
Гэта вядома :
m₁ = 10 грама
m₂ = 40 грама
T₁ = Т₂ = 40 ^oC
T _канец = 60 ^oC
c шарык = 2 кал/гр C^o
Спыталі :
Якая розніца ў цяпле, паглынутым кожным шарыкам?
Джаваб :
Тэмпература абодвух шарыкаў павялічваецца, таму што абодва шарыкі павінны паглынаць цяпло.
Q₁ = (10 г)(2 ккал/г C^o)(60^oС–40^oC) = (10 г)(2 ккал/г C^o)(20°C^o) = 400 кал = (400)(4,2 Дж) = 1680 Джоўляў
Q₂ = (40 г)(2 ккал/г C^o)(60^oС–40^oC) = (40 г)(2 ккал/г C^o)(20°C^o) = 1600 кал = (1600)(4,2 Дж) = 6720 Джоўляў
Розніца ў цяпле, паглынутым кожным шарыкам:
6720 Дж – 1680 Дж = 5040 Дж = 5,04 х 10³ J
Правільны адказ — А.

7. Ваду масай 200 грамаў пры тэмпературы 30°C змешваюць з кіпенем масай 100 грамаў пры тэмпературы 90°C. (Удзельная цеплаёмістасць вады = 1 кал.грам^-1° C^-1Тэмпература змешанай вады ў момант цеплавой раўнавагі складае….

А. 10°C

Б. 30°C

50°C

D. 75°C

Усходняя тэмпература 150°C

Абмеркаванне

Гэта вядома :

Маса вады 1 (м₁) = 200 грамаў

Тэмпература вады 1 (T₁) = 30^oC

Маса вады 2 (м₂) = 100 грамаў

Тэмпература вады 2 (T₂) = 90^oC

Удзельная цеплаёмістасць вады (c) = 1 кал.грам^-1° C^-1

Спыталі канчатковая тэмпература сумесі

Джаваб :

Цяпло, якое вылучаецца вадой высокай тэмпературы (Q вылучаецца) = цяпло, якое паглынаецца вадой нізкай тэмпературы (Q паглынаецца)

Правільны адказ — С.

8. да 60 грамаў пры тэмпературы 90^oC (удзельная цеплаёмістасць вады = 1 кал.г^-1.^oC^-1) змяшаць з 40 грамамі падобнай вады пры тэмпературы 25^oC. Калі ніякія іншыя фактары не ўплываюць на гэты працэс, то канчатковая тэмпература сумесі…

А. 15,4 ^oC

B. 23,0 ^oC

С. 46,0 ^oC

Д. 64,0 ^oC

Э. 77,0 ^oC

Абмеркаванне

Гэта вядома :

Маса вады 1 (м₁) = 60 грамаў

Тэмпература вады 1 (T₁) = 90^oC

Маса вады 2 (м₂) = 40 грамаў

Тэмпература вады 2 (T₂) = 25^oC

Удзельная цеплаёмістасць вады (c) = 1 кал.г^-1.^oC^-1

Спыталі канчатковая тэмпература сумесі

Джаваб :

Цяпло, якое вылучаецца вадой высокай тэмпературы (Q вылучаецца) = цяпло, якое паглынаецца вадой нізкай тэмпературы (Q паглынаецца)

Правільны адказ — Д.

9. Лёд масай M грамаў пры тэмпературы 0^oC, апусціўшы ў ваду вагой 340 грамаў пры тэмпературы 20^oC змешчаны ў спецыяльны посуд. Выкажам здагадку, што посуд не паглынае/не вылучае цяпло. Калі L_es = 80 кал. г^-1, з_{паветра} = 1 кал. г^{-1 o}C^-1, увесь лёд растае, і цеплавая раўнавага дасягаецца пры тэмпературы 5^oC, тады маса лёду (M) роўная…

А. 60 грам

B. 68 грамаў

C. 75 грамаў

D. 80 грамаў

E. 170 грамаў

Абмеркаванне

Гэта вядома :

Маса вады (м) = 340 грамаў

Тэмпература лёду (T_es) = 0^oC

Тэмпература вады (T_{паветра}) = 20^oC

Тэмпература цеплавой раўнавагі (T) = 5^oC

Цеплыня плаўлення лёду (л)_es) = 80 кал. г^-1

Удзельная цеплаёмістасць вады (с_{паветра}) = 1 кал. г^{-1 o}C^-1

Спыталі Маса лёду (М)

Джаваб :

Чорны прынцып сцвярджае, што ў ізаляванай замкнёнай сістэме колькасць цяпла, якое вылучаецца аб'ектам з высокай тэмпературай, роўная колькасці цяпла, якое паглынае аб'ект з нізкай тэмпературай.

Цяпло, якое вылучаецца вадой (Q вылучаецца), = цяпло, якое паглынаецца лёдам (Q паглынаецца).

Правільны адказ — А.

Кататанская:

Калі сцвярджаецца, што лёд мае тэмпературу 0^o тады вада ўсё яшчэ знаходзіцца ў цвёрдым стане. Калі пазначана, што тэмпература вады роўная 0^oC, тады вада знаходзіцца ў вадкім стане. Разгледзьце ўжыванне слоў лёд і вада. Паколькі вада ўсё яшчэ знаходзіцца ў цвёрдым або ледзяным стане, цяпло, якое паглынаецца спачатку, выкарыстоўваецца для расплаўлення ўсяго лёду ў ваду, таму ў правай частцы ўраўнення вышэй дададзена формула для разліку колькасці цяпла, неабходнага для расплаўлення лёду (м_es L_esПасля таго, як увесь лёд растане і ператворыцца ў ваду, выкарыстоўваецца дадатковае цяпло, каб павысіць тэмпературу лёду з 0^oC становіцца 5^oC.

10. Металічная медзь пры тэмпературы 100^oC змяшчаюць у ваду масай 128 грамаў і тэмпературай 30 ^oC. Удзельная цеплаёмістасць вады 1 кал.г^-1оC^-1 а ўдзельная цеплаёмістасць медзі складае 0,1 кал.г^-1оC^-1Калі цеплавая раўнавага наступае пры тэмпературы 36 ^oC, тады маса металу роўная….

А. 140 грам

B. 120 грамаў

C. 100 грамаў

D. 80 грамаў

E. 75 грамаў

Абмеркаванне

Вядома, што:

Тэмпература медзі (T₁) = 100 ^oC

Удзельная цеплаёмістасць медзі (c₁) = 0,1 кал.г^-1оC^-1

Маса вады (м₂) = 128 грамаў

Тэмпература вады (T₂) = 30 ^oC

Удзельная цеплаёмістасць вады (с₂) = 1 кал.г^-1оC^-1

Тэмпература цеплавой раўнавагі (T) = 36 ^oC

Спыталі: Маса медзі (м₁)

Адказ:

Прынцып Блэка сцвярджае, што цяпло, якое вылучаецца аб'ектам з высокай тэмпературай, роўна цяплу, якое атрымлівае аб'ект з нізкай тэмпературай.

Правільны адказ — Б.

11. Тры кілаграмы чорнага свінцовага прутка з удзельнай цеплаёмістасцю 1400 Дж/кг^-1C^-1 тэмпература 80^oC апускаюць у 10 кг вады з удзельнай цеплаёмістасцю 4200 Дж/кг.^-1C^-1Пасля ўстанаўлення цеплавой раўнавагі канчатковая тэмпература сумесі складае 20^oC. Пачатковая тэмпература вады….

А. 20 ^oC

B. 18 ^oC

С. 14 ^oC

Д. 12 ^oC

Э. 10 ^oC

Абмеркаванне

Вядома, што:

Маса свінцу (м₁) = 3 кг

Удзельная цеплаёмістасць волава (c₁) = 1400 Дж/кг^-1C^-1

Тэмпература волава (T₁) = 80 ^oC

Маса вады (м₂) = 10 кг

Удзельная цеплаёмістасць вады (с₂) = 4200 Дж/кг^-1C^-1

Тэмпература цеплавой раўнавагі (T) = 20 ^oC

Спыталі: Пачатковая тэмпература вады (T₂)

Адказ:

Правільны адказ — С.

12. Манету масай 50 грамаў награваюць да тэмпературы 85 градусаў.^oC, затым апускаюць у пасудзіну, якая змяшчае 50 грамаў вады пры тэмпературы 29,8^oC (удзельная цеплаёмістасць вады = 1 кал.г^-1.^oC^-1). Калі канчатковая тэмпература сістэмы складае 37^oC і калі выказаць здагадку, што цеплаперадача праз пасудзіну не змяняецца, то ўдзельная цеплаёмістасць металу роўная…

А. 0,12 кал.г^-1.^oC^-1

B. 0,30 кал.г^-1.^oC^-1

C. 1,50 кал./г^-1.^oC^-1

D. 4,8 кал.г^-1.^oC^-1

E. 7,2 кал.г^-1.^oC^-1

Абмеркаванне

Вядома, што:

Маса манеты (м) = 50 грамаў

Пачатковая тэмпература манеты (T₁) = 85^oC

Маса вады (м) = 50 грамаў

Пачатковая тэмпература вады (T₂) = 29,8^oC

Удзельная цеплаёмістасць вады = 1 кал.г^-1.^oC^-1

Канчатковая тэмпература сістэмы (T) = 37^oC

Спыталі: Удзельная цеплаёмістасць металу (c)

Адказ:

Прынцып Блэка сцвярджае, што цяпло, якое вылучаецца, роўна цяплу, якое паглынаецца. Цяпло вылучаецца манетай, а цяпло паглынаецца вадой, пакуль не будзе дасягнута цеплавая раўнавага.

Усе адзінкі вымярэння пададзены ў грамах, таму няма неабходнасці пераўтвараць адзінкі.

Q _{выключаны} =Q _{паглынаць}

m_логам c ΔT = м_{паветра} c ΔT

(50)(c)(85-37) = (50)(1)(37-29,8)

(50)(с)(48) = (50)(7,2)

(50)(с)(48) = (50)(7,2)

(с)(48) = 7,2

с = 7,2 / 48

c = 0,15 кал.г^-1.^oC^-1

13. Металічная медзь пры тэмпературы 100^oC змяшчаюць у ваду масай 128 грамаў і тэмпературай 30 ^oC. Удзельная цеплаёмістасць вады 1 кал.г^-1°CC^-1 а ўдзельная цеплаёмістасць медзі складае 0,1 кал.г^{-1 o}C^-1Калі цеплавая раўнавага наступае пры тэмпературы 36 ^oC, тады маса металу роўная….

А. 140 грам
B. 120 грамаў
C. 100 грамаў
D. 80 грамаў
E. 75 грамаў

Абмеркаванне
Вядома, што:
Тэмпература медзі (T₁) = 100 ^oC
Удзельная цеплаёмістасць медзі (c₁) = 0,1 кал.г^{-1 o}C^-1

Маса вады (м₂) = 128 грамаў
Тэмпература вады (T₂) = 30 ^oC
Удзельная цеплаёмістасць вады (с₂) = 1 кал.г^{-1 o}C^-1

Тэмпература цеплавой раўнавагі (T) = 36 ^oC
Пытанне: Маса медзі (м₁)
Адказ:

Прынцып Блэка сцвярджае, што цяпло, якое вылучаецца аб'ектам з высокай тэмпературай, роўна цяплу, якое атрымлівае аб'ект з нізкай тэмпературай.
Q медзі = Q вады
m₁ c₁ ΔT = м₂ c₂ ΔT
(m₁)(0,1)(100-36) = (128)(1)(36-30)
(m₁)(0,1)(64) = (128)(1)(6)
(m₁)(6,4) = 768
m₁ = 768/6,4
m₁ = 120
Маса медзі складае 120 грамаў.
Правільны адказ — Б.

14. Тры кілаграмы чорнага свінцовага прутка з удзельнай цеплаёмістасцю 1400 Дж/кг^-1 C^-1 тэмпература 80^oC апускаюць у 10 кг вады з удзельнай цеплаёмістасцю 4200 Дж/кг.^-1 C^-1Пасля ўстанаўлення цеплавой раўнавагі канчатковая тэмпература сумесі складае 20^oC. Пачатковая тэмпература вады….

А. 20 ^oC
B. 18 ^oC
С. 14 ^oC
Д. 12 ^oC
Э. 10 ^oC

Абмеркаванне
Вядома, што:
Маса свінцу (м₁) = 3 кг
Удзельная цеплаёмістасць волава (c₁) = 1400 Дж/кг^-1 C^-1
Тэмпература волава (T₁) = 80 ^oC

Маса вады (м₂) = 10 кг
Удзельная цеплаёмістасць вады (с₂) = 4200 Дж/кг^-1 C^-1

Тэмпература цеплавой раўнавагі (T) = 20 ^oC
Патрэбна: Пачатковая тэмпература вады (T₂)
Адказ:
Q вызвалена = Q атрымана
Q волава = Q вады
m₁ c₁ ΔT = м₂ c₂ ΔT
(3)(1.400)(80-20) = (10)(4.200)(20-T)
(4.200)(60) = (42.000)(20-T)
252.000 = 840.000 – 42.000 Тл
42 000 Т = 840 000 – 252 000
42 000 Т = 588 000
Т = 588.000 / 42.000
Т = 14
Пачатковая тэмпература вады 14^oC.
Правільны адказ — С.

15. Лёд масай M грамаў пры тэмпературы 0^oC, апусціўшы ў ваду вагой 340 грамаў пры тэмпературы 20^oC змешчаны ў спецыяльны посуд. Выкажам здагадку, што посуд не паглынае/не вылучае цяпло. Калі L_es = 80 кал. г^-1, з_{паветра} = 1 кал. г^{-1 o}C^-1, увесь лёд растануў і цеплавая раўнавага дасягаецца пры тэмпературы 5^oC, тады маса лёду (M) роўная…

А. 60 грам
B. 68 грамаў
C. 75 грамаў
D. 80 грамаў
E. 170 грамаў

Абмеркаванне
Гэта вядома :
Маса вады (м) = 340 грамаў
Тэмпература лёду (T_es) = 0^oC
Суху вада (Т_{паветра}) = 20^oC
Тэмпература цеплавой раўнавагі (T) = 5^oC
Цеплыня плаўлення лёду (л)_es) = 80 кал. г^-1
Удзельная цеплаёмістасць вады (с_{паветра}) = 1 кал. г^{-1 o}C^-1
Спыталі Маса лёду (М)
Джаваб :

Чорны прынцып сцвярджае, што ў ізаляванай замкнёнай сістэме колькасць цяпла, якое вылучаецца аб'ектам з высокай тэмпературай, роўная колькасці цяпла, якое паглынае аб'ект з нізкай тэмпературай.
Цяпло, якое вылучаецца вадой (Q вылучаецца), = цяпло, якое паглынаецца лёдам (Q паглынаецца).
m_{паветра} c_{паветра} (Т) = м_es L_es + м_es c_{паветра} (Т)
(340)(1)(20-5) = М (80) + М (1)(5-0)
(340)(15) = 80 млн + 5 млн
5100 = 85 млн
М = 5100/85
М = 60 грамаў
Правільны адказ — А.

Кататанская:
Калі сцвярджаецца, што лёд мае тэмпературу 0^o тады вада ўсё яшчэ знаходзіцца ў цвёрдым стане. Калі пазначана, што тэмпература вады роўная 0^oC, тады вада знаходзіцца ў вадкім стане. Разгледзьце ўжыванне слоў лёд і вада. Паколькі вада ўсё яшчэ знаходзіцца ў цвёрдым або ледзяным стане, цяпло, якое паглынаецца спачатку, выкарыстоўваецца для расплаўлення ўсяго лёду ў ваду, таму ў правай частцы ўраўнення вышэй дададзена формула для разліку колькасці цяпла, неабходнага для расплаўлення лёду (м_es L_esПасля таго, як увесь лёд растане і ператворыцца ў ваду, выкарыстоўваецца дадатковае цяпло, каб павысіць тэмпературу лёду з 0^oC становіцца 5^oC.

Крыніца пытання:

Пытанні па фізіцы для нацыянальных экзаменаў у старшай школе/прафесійна-тэхнічнай школе