Прыклады пытанняў па тэмпературы і нагрэву

15 прыкладаў пытанняў па тэмпературы і нагрэву

Каліброўка тэрмометра

1. Калібраваны тэрмометр X паказвае -30^o пры тэмпературы замярзання вады і 90^o пры тэмпературы кіпення вады. Тэмпература 60^oX роўна …

А. 20 ^oC

B. 45 ^oC

С. 50 ^oC

Д. 75 ^oC

Э. 80 ^oC

Абмеркаванне

Вядома, што:

Тэмпература замярзання вады на тэрмометры X = -30^o

Тэмпература кіпення вады на тэрмометры X = 90^o

Спыталі: 60^oХ = ….. ^oC

Адказ:

Па шкале Фарэнгейта тэмпература замярзання вады складае 32^oF, а тэмпература кіпення вады — 212^oF. Існуе розніца ў 212 паміж тэмпературай замярзання і тэмпературай кіпення вады.^o - 32^o = 180^o.

Па шкале Цэльсія тэмпература замярзання вады роўная 0^oC, а тэмпература кіпення вады — 100^oC. Паміж тэмпературай замярзання і тэмпературай кіпення вады розніца складае 100°C.^o - 0^o = 100^o.

Па шкале X тэмпература замярзання вады складае -30^oX, а тэмпература кіпення вады — 90^oX. Існуе розніца ў 90 градусаў паміж тэмпературай замярзання і тэмпературай кіпення вады.^o – (-30^o) = 90^o 30 +^o = 120^o.

Пераўтварыце шкалу X у шкалу Цэльсія:

Правільны адказ — Д.

Пашырэнне

2. Металічны пруток награваецца да тэмпературы 80^oДаўжыня C становіцца 115 см. Калі каэфіцыент лінейнага пашырэння металу роўны 3.10^{-3 o}C^-1 а пачатковая тэмпература металу складае 30^oC, тады пачатковая даўжыня металу роўная….

А. 100 см

B. 101,5 см

Каля 102 см

Г. 102,5 см

Э. 103 см

Абмеркаванне

Вядома, што:

Пачатковая тэмпература (T₁) = 30^oC

Канчатковая тэмпература (T₂) = 80^oC

Змена тэмпературы (ΔT) = 80^oЗ - 30^oC = 50^oC

Каэфіцыент лінейнага пашырэння металу (α) = 3.10^{-3 o}C^-1

Канчатковая даўжыня металу (L) = 115 см

Спыталі: Пачатковая даўжыня металу (L_o)

Адказ:

Формула пашырэння даўжыні:

Правільны адказ — А.

3. Латуневы стрыжань першапачаткова мае даўжыню 40 см. Пры награванні да тэмпературы 80^oДаўжыня C становіцца роўнай 40,04 см. Калі каэфіцыент лінейнага пашырэння латуні роўны 2,0 х 10^{-5 o}C^-1 Такім чынам, пачатковая тэмпература латуннага стрыжня складае…

А. 20 ^oC

B. 22 ^oC

С. 25 ^oC

Д. 30 ^oC

Э. 50 ^oC

Абмеркаванне

Вядома, што:

Канчатковая тэмпература (T₂) = 80^oC

Пачатковая даўжыня (L_o) = 40 см

Канчатковая даўжыня (L) = 40,04 см

Павелічэнне даўжыні (ΔL) = 40,04 см – 40 см = 0,04 см

Каэфіцыент лінейнага пашырэння латуні (α) = 2,0 x 10^{-5 o}C^-1

Спыталі: Пачатковая тэмпература (T₁)

Адказ:

Формула пашырэння металу:

0,04 = (2,0 х 10^-5)(40)(80 – Т₁)

0,04 = (80 х 10^-5)(80 – Т₁)

0,04 = 0,0008 (80 – Т₁)

0,04 = 0,064 – 0,0008 Тл₁

0,0008 T₁ = 0,064 0,040 – XNUMX XNUMX

0,0008 T₁ = 0,024

T₁ = 30^oC

Правільны адказ — Д.

Цеплаперадача цеплаправоднасцю

4. Металічныя стрыжні аднолькавага памеру, але зробленыя з розных металаў, злучаныя, як паказана на малюнку ніжэй. Калі цеплаправоднасць металу I у 4 разы перавышае цеплаправоднасць металу II, то тэмпература на стыку двух металаў…

А. 45⁰ C

B. 40⁰ C

С. 35⁰ C

Д. 30⁰ C

Э. 25⁰ C

Абмеркаванне

Вядома, што:

Той жа памер сцябла

Цеплаправоднасць металу I = 4k

Цеплаправоднасць металу II = k

Тэмпература металічнага наканечніка I = 50⁰ C

Тэмпература металічнага наканечніка II = 0⁰ C

Спыталі: Тэмпература на стыку двух металаў

Адказ:

Формула для хуткасці цеплаперадачы шляхам цеплаправоднасці:

Апісанне: Q/t = хуткасць цеплаперадачы, k = цеплаправоднасць, A = плошча паверхні, T₁-T₂ = змена тэмпературы, l = даўжыня стрыжня

Тэмпература на плоскасці мяжы P і Q:

Два металічныя стрыжні A і B маюць аднолькавы памер, таму плошча паверхні (A) і даўжыня (l) стрыжняў выключаюцца з ураўнення.

Правільны адказ — Б.

5. Звярніце ўвагу на наступнае сцвярджэнне!

(1) Праводнасць металу

(2) Розніца тэмператур паміж металічнымі канцамі

(3) Даўжыня металу

(4) Маса металу

Фактары, якія вызначаюць хуткасць распаўсюджвання цяпла ў метале, гэта...

А. (1), (2) і (3)

Б. (1) і (4)

С. (2) і (4)

Г. (3) і (4)

толькі E. (4)

Абмеркаванне

Зыходзячы з формулы для хуткасці цеплаперадачы шляхам цеплаправоднасці, фактарамі, якія вызначаюць хуткасць цеплаперадачы, з'яўляюцца праводнасць металу (k), розніца тэмператур паміж канцамі металу (T) і даўжыня металу (l). Маса металу не мае ўплыву.

Правільны адказ — А.

6. Два стрыжні PQ аднолькавага памеру, але з розных тыпаў металу, прымацаваныя, як паказана на малюнку ніжэй. Калі каэфіцыент цеплаправоднасці P удвая большы за каэфіцыент цеплаправоднасці Q, то тэмпература на мяжы паміж P і Q складае...

А. 84°C

Б. 78°C

72°C

D. 70°C

Усходняя тэмпература 90°C

Абмеркаванне

Вядома, што:

Вуды PQ маюць аднолькавы памер.

Каэфіцыент цеплаправоднасці металу P (k_P) = 2 тыс.

Каэфіцыент цеплаправоднасці металу Q (k_Q) = k

Спыталі: Тэмпература на плоскасці мяжы P і Q

Адказ:

Формула для хуткасці цеплаперадачы шляхам цеплаправоднасці:

Апісанне: Q/t = хуткасць цеплаперадачы, k = цеплаправоднасць, A = плошча паверхні, T₁-T₂ = змена тэмпературы, l = даўжыня стрыжня

Тэмпература на плоскасці мяжы P і Q:

Стрыжні PQ маюць аднолькавы памер, таму A і l выключаюцца з ураўнення.

Правільнага адказу няма.

Змена формы

7. 1 кг лёду пры тэмпературы 0 ^oC змяшаць з 0,5 кг вады пры тэмпературы 0 ^oЦ, тады…

А. частка вады замярзае

Б. частка лёду растае

C. увесь лёд растае

D. уся вада замярзае

E. маса лёду ў вадзе застаецца пастаяннай

Абмеркаванне

Слова лёд абазначае ваду ў цвёрдым стане, а слова вада — ваду ў вадкім стане.

Пры тэмпературы 0^oЛёд пераходзіць з цвёрдага стану ў вадкі. Каб лёд змяніў стан, ён павінен паглынуць цяпло. Лёд змяшаны з вадой, таму лёд павінен паглынаць цяпло з вады. Аднак тэмпература вады таксама 0°C.^oC, каб лёд не мог паглынаць цяпло. Такім чынам, маса лёду ў вадзе застаецца пастаяннай.

Правільны адказ — Э.

Чорны прынцып

8. У жалезным пасудзіне масай 200 грамаў знаходзіцца 100 грамаў алею пры тэмпературы 20 ^oC. У пасудзіну змяшчаюць 50 грамаў жалеза пры тэмпературы 75°C. ^oC. Калі тэмпература пасудзіны павысіцца на 5^oС і удзельная цеплаёмістасць алей = 0,43 кал/г ^oC, тады ўдзельная цеплаёмістасць жалеза роўная...

А. 0,143 кал/г ^oC

B. 0,098 ккал/г ^oC

C. 0,084 ккал/г ^oC

D. 0,075 кал/г ^oC

E. 0,064 ккал/г ^oC

Абмеркаванне

Вядома, што:

Маса жалезнай пасудзіны (м) = 200 г

Пачатковая тэмпература жалезнай пасудзіны (T₁) = 20^oC

Алей знаходзіцца ў жалезным пасудзіне, таму тэмпература алею роўная тэмпературы жалезнага пасудзіны.

Канчатковая тэмпература жалезнай пасудзіны (T₂) = 20^oС+5^oC = 25^oC

Маса алею (м) = 100 грамаў

Удзельная цеплаёмістасць алею (c алею) = 0,43 кал/г ^oC

Пачатковая тэмпература алею (T₁) = 20^oC

Алей знаходзіцца ў пасудзіне такім чынам, што алей знаходзіцца ў цеплавой раўнавазе з жалезнай пасудзінай. Такім чынам, калі канчатковая тэмпература жалезнай пасудзіны складае 25^oC, тады канчатковая тэмпература алею складае 25^oC.

Канчатковая тэмпература алею (T₂) = 20^oС+5^oC = 25^oC

Маса жалеза (m) = 50 грамаў

Пачатковая тэмпература жалеза (T₁) = 75^oC

Жалеза пагружана ў алей у пасудзіне, таму жалеза знаходзіцца ў цеплавой раўнавазе паміж алеем і пасудзінай. Такім чынам, калі канчатковая тэмпература пасудзіны складае 25^oC, тады канчатковая тэмпература праса складае 25^oC.

Спыталі: Удзельная цеплаёмістасць жалеза (c жалеза)

Адказ:

Цяпло, якое вылучаецца жалезам:

Q = mc ΔT = (50)(c)(75-25) = (50)(c)(50) = 2500c калорый

Цяпло, якое паглынае жалезны посуд:

Q = mc ΔT = (200)(c)(25-20) = (200)(c)(5) = 1000c калорый

Цяпло, якое паглынае алей:

Q = mc ΔT = (100)(0,43)(25-20) = (43)(5) = 215 калорый

Прынцып Блэка сцвярджае, што ў замкнёнай ізаляванай сістэме цяпло, якое вылучаецца аб'ектам з высокай тэмпературай, паглынаецца аб'ектам з нізкай тэмпературай.

Вызвалены Q = паглынуты Q

2500с = 1000с + 215

2500°C – 1000°C = 215

1500с = 215

с = 215/1500

c = 0,143 кал/г ^oC

Правільны адказ — А.

9. Шклянку, якая змяшчае 200 грамаў вады пры тэмпературы 20°C, напаўняюць 50 грамамі лёду пры тэмпературы -2°C. Калі цеплаабмен адбываецца толькі паміж вадой і лёдам, то пасля дасягнення раўнавагі атрымаецца наступнае: (c вады = 1 кал/гр°C; c_es = 0,5 кал/гр°C; L = 80 кал/гр)

А. увесь лёд растае, і тэмпература вышэй за 0°C

Б. увесь лёд растае, і тэмпература складае 0°C

C. Не ўвесь лёд растае, і тэмпература складае 0°C

D. тэмпература ўсёй сістэмы ніжэйшая за 0°C

E. частка вады замярзае, і тэмпература сістэмы складае 0°C

Абмеркаванне

Вядома, што:

Маса вады (м_{паветра}) = 200 грамаў

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

Удзельная цеплаёмістасць вады (с_{паветра}) = 1 кал/гр°C

Маса лёду (м_es) = 50 грамаў

Тэмпература лёду (T_es) = -2^oC

Удзельная цеплаёмістасць лёду (c)_es) = 0,5 кал/гр°C

Цеплатворнасць растапленай вады (л) = 80 кал/гр

Адказ:

Нагрэйце, каб павысіць тэмпературу лёду з -2^oC да 0^oC:

Q = mc ΔT

Q = (50 грамаў)(0,5 кал/гр°C)(0^oС – (-2^oВ))

Q = (50)(0,5 кал)(2)

Q = 50 калорый

Нагрэйце, каб расплавіць увесь лёд і ператварыць яго ў ваду:

Q = м L = (50 грамаў)(80 ккал/грам) = 4000 калорый

Нагрэйце, каб панізіць тэмпературу ўсёй вады з 20^oC да 0^oC:

Q = mc ΔT

Q = (200 грамаў)(1 кал/гр°C)(0^oС – (20^oВ))

Q = (200)(1 кал)(-20)

Q = -4000 калорый

Дадатны знак азначае, што цяпло дадаецца, адмоўны знак — што цяпло вылучаецца.

Нагрэйце, каб павысіць тэмпературу лёду да 0^oC складае 50 калорый, а цяпло, неабходнае для раставання ўсяго лёду, складае 4000 калорый. Такім чынам, агульная колькасць цяпла, неабходнага для раставання ўсяго лёду, складае 4050 калорый. Даступнае цяпло — гэта цяпло, якое вылучаецца вадой, і яно складае 4000 калорый.

Можна зрабіць выснову, што даступнага цяпла недастаткова, каб расплавіць увесь лёд і ператварыць яго ў ваду. Большая частка лёду расплавілася і ператварылася ў ваду, але невялікая частка — не. Гэтая вада і астатні лёд маюць тэмпературу 0°C.^oC.

Правільны адказ — С.

10. Кавалак алюмінію вагой 200 грамаў пры тэмпературы 20^oC змяшчаецца ў пасудзіну з вадой масай 100 грамаў і тэмпературай 80^oC. Калі вядома, што ўдзельная цеплаёмістасць алюмінію складае 0,22 кал/г ^oC, а ўдзельная цеплаёмістасць вады — 1 кал/г ^oC, тады канчатковая тэмпература алюмінію блізкая да…

А. 20^oC

B. 42^oC

С. 62^oC

Д. 80^oC

Э. 100^oC

Абмеркаванне

Гэта вядома :

Маса алюмінію = 200 грамаў

Тэмпература алюмінію = 20^oC

Маса вады = 100 грамаў

Тэмпература вады = 80^oC

Удзельная цеплаёмістасць алюмінію = 0,22 кал/г ^oC

Удзельная цеплаёмістасць вады = 1 кал/г ^oC

Спыталі канчатковая тэмпература алюмінію

Джаваб :

Алюміній знаходзіцца ў вадзе, таму канчатковая тэмпература алюмінію = канчатковая тэмпература вады.

Цяпло, якое вылучаецца вадой з больш высокай тэмпературай (Q вылучаецца), = цяпло, якое паглынаецца алюмініем з больш нізкай тэмпературай (Q паглынаецца)

m_{паветра} c (ΔT) = m_{алюміній} c (ΔT)

(100)(1)(80 – Т) = (200)(0,22)(Т – 20)

(100)(80 – Т) = (44)(Т – 20)

8000 – 100T = 44T – 880

8000 + 880 = 44Т + 100Т

8880 = 144Т

Т = 62^oC

Правільны адказ — С.

11. Манета масай 50 г пры тэмпературы 85 °C апускаецца ў 50 г вады пры тэмпературы 29,8 °C (удзельная цеплаёмістасць вады = 1 кал.г ^—1 .°C^—1 Калі канчатковая тэмпература складае 37 °C і кантэйнер не паглынае цяпло, то ўдзельная цеплаёмістасць металу роўная…

А. 0,15 кал.г ^-1 .°C^-1

B. 0,30 кал.г ^-1 .°C^-1

C. 1,50 кал./г ^-1 .°C^-1

D. 4,8 кал.г ^-1 .°C^-1

E. 7,2 кал.г ^-1 .°C^-1

Абмеркаванне

Гэта вядома :

Маса металу (м_логам) = 50 грамаў

Тэмпература металу = 85^oC

Маса вады (м_{паветра}) = 50 грамаў

Тэмпература вады = 29,8^oC

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

Канчатковая тэмпература сумесі = 37^oC

Спыталі удзельная цеплаёмістасць металу (c металу)

Джаваб :

Цяпло, якое вылучаецца металам з больш высокай тэмпературай (Q вылучаецца), = цяпло, якое паглынаецца вадой з больш нізкай тэмпературай (Q паглынаецца)

m_логам c (ΔT) = m_{паветра} c (ΔT)

(50)(c)(85 – 37) = (50)(1)(37 – 29,8)

(с)(85 – 37) = (1)(37 – 29,8)

48°c = 7,2

c = 0,15 кал.г ^-1 .°C^-1

Правільны адказ — А.

12. Кубік лёду масай 50 грамаў пры тэмпературы 0°C апускаюць у 200 грамаў вады пры тэмпературы 30°C, змешчанай у спецыяльны кантэйнер. Лічыце, што кантэйнер не паглынае цяпло. Калі ўдзельная цеплаёмістасць вады роўная 1 кал.г^{- 1} ° C ^-1 а цеплыня плаўлення лёду складае 80 кал.г ^-1, тады канчатковая тэмпература сумесі будзе….

А. 5°C

Б. 8°C

11°C

D. 14°C

Усходняя тэмпература 17°C

Абмеркаванне

Гэта вядома :

Маса лёду (м_es) = 50 грамаў

Тэмпература лёду = 0°C

Маса вады (м_{паветра}) = 200 грамаў

Тэмпература вады = 30^oC

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

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

Спыталі канчатковая тэмпература сумесі

Джаваб :

Спачатку ацаніце канчатковы стан:

Цяпло, якое вылучаецца вадой для паніжэння яе тэмпературы з 30^oC да 0^oC:

Q_{выключаны} = м_{паветра} c_{паветра} (ΔT) = (200)(1)(30-0) = (200)(30) = 6000

Колькі цяпла патрабуецца, каб расплавіць увесь лёд:

Q_{расплавіцца} = м_es L_es = (50)(80) = 4000

Колькасць цяпла, выкарыстанага для раставання ўсяго лёду, складае толькі 4000, у той час як колькасць даступнага цяпла складае 6000. Можна зрабіць выснову, што канчатковая тэмпература сумесі вышэй за 0.^oC.

Чорны прынцып :

Цяпло, якое вылучаецца вадой = цяпло, неабходнае для расплаўлення ўсяго лёду + цяпло, неабходнае для павышэння тэмпературы ледзяной вады

(m_{паветра})(с)_{паветра})(ΔT) = (м_es)(Л_es) + (м_es)(с)_{паветра})(ΔT)

(200)(1)(30 - Т) = (50)(80) + (50)(1)(Т - 0)

(200)(30 - Т) = (50)(80) + (50)(Т - 0)

6000 – 200Т = 4000 + 50Т – 0

6000 – 4000 = 50Т + 200Т

2000 = 250Т

Т = 2000/250

Т = 8^oC

Правільны адказ — Б.

Змены ў агрэгатным стане рэчыва

13. Графік ніжэй паказвае залежнасць паміж тэмпературай (T) і цеплынёй (Q), прыкладзенай да 1 грама цвёрдага рэчыва. Колькасць цеплыні выпарэння цвёрдага рэчыва роўная…
А. 60 калорый/грам
B. 70 калорый/грам
C. 80 калорый/грам
D. 90 калорый/грам
E. 100 калорый/грам
Абмеркаванне:Цеплата выпарэння — гэта колькасць цяпла, якое паглынае (або вылучае) 1 грам аб'екта, каб змяніць яго стан з вадкасці ў газападобны (або з газавага ў вадкасць).
Гэта вядома :
Паглынанне або вызваленне цяпла: Q = 140 калорый – 60 калорый = 80 калорый
Маса цвёрдага рэчыва: m = 1 грам
Спыталі :
Нагрэў парай (л)_v) цвёрдыя рэчывы?
Джаваб :
Формула для вызначэння цеплыні пары :
Q = м L_v
Апісанне: Q = паглынутая або выдзеленая цеплыня, m = маса рэчыва, L_v = цеплыня пары
L_v = Q / м
L_v = 80 калорый / 1 грам
L_v = 80 калорый/грам
Правільны адказ — С.

14. Ніжэй прыведзены графік залежнасці цеплыні ад тэмпературы 1 кг пары пры нармальным ціску. Тэмпература кіпення вады складае 2256 x 10³ Дж/кг, а ўдзельная цеплаёмістасць вады — 4,2 х 10³ Дж/кг К, тады цяпло, якое вылучаецца пры пераходзе з пары ў ваду, роўна…
А. 4,50 × 10³ Джоўль
Б. 5,20 × 10³ Джоўль
C. 2,00 × 10⁶ Джоўль
D. 2,26 × 10⁶ Джоўль
E. 4,40 × 10⁶ Джоўль

Абмеркаванне:
Гэта вядома :
Нагрэў парай або нагрэў кіпення (л)_v) = 2.256 х 10³ Дж/кг
Удзельная цеплаёмістасць вады (c) = 4200 Дж/кг K
Маса пары (м) = 1 кг
Спыталі :
Колькасць вылучанага цяпла (Q) ?
Джаваб :
Q = м L_v
Q = (1 кг)(2.256 × 10³ Дж/кг)
Q = 2256 х 10³ Джоўль
Q = 2,256 х 10⁶ Джоўль
Правільны адказ — Д.

15. Колькасць цяпла, якая паглынаецца для павышэння тэмпературы 2 кг вады з -2 ^oC да 10 ^oC — гэта… Удзельная цеплаёмістасць вады = 4.200 Дж/кг C^o, удзельная цеплаёмістасць лёду = 2.100 Дж/кг C^o, цеплыня плаўлення вады (L_F) = 334 000 Дж/кг
А. 760 400 Дж
Б. 750 000 Дж
Каля 668 000 Дж
D. 600 000 Дж
Э. 540 000 Дж
Абмеркаванне:
Гэта вядома :
Маса (м) вады = 2 кг
Пачатковая тэмпература (T) = -2 ^oC
Канчатковая тэмпература (T) = 10 ^oC
Удзельная цеплаёмістасць лёду (c es) = 2100 Дж/кг C^o
Удзельная цеплаёмістасць вады (c вады) = 4200 Дж/кг C^o
Цеплыня плаўлення вады (л)_F) = 334 000 Дж/кг
Спыталі :
Паглынутая цеплыня (Q) ?
Джаваб :
Змена тэмпературы ад -2 ^oC да 10 ^oC праходзіць некалькі стадый.
Этап 1, тэмпература лёду павялічваецца з -2 ^oC да 0 ^oC (павышэнне тэмпературы лёду спыняецца пры тэмпературы замярзання вады, якая роўная 0 ^oC)
Этап 2, увесь лёд растае (цвёрды стан пераходзіць у вадкі пры тэмпературы замярзання вады, якая роўная 0 ^oC)
Этап 3, тэмпература вады зноў павышаецца ад 0 ^oC да 10 ^oC)
Такім чынам, ад тэмпературы -2 ^oC да 0 ^oC, вада ўсё яшчэ знаходзіцца ў цвёрдым стане. Пры тэмпературы 0 ^oC, адбываецца пераход з цвёрдага стану ў вадкі. Пасля таго, як цвёрды стан пераходзіць у вадкі, тэмпература вады зноў павышаецца ад 0 ^oC да 10 ^oC.
Q₁ = (м)(с эс)(дэльта Т) = (2 кг)(2100 Дж/кг C^o)(0 ^oС – (-2 ^oC)) = (2)(2100 Дж)(2) = 8400 Дж
Q₂ = (м)(L_F) = (2 кг) (334 000 Дж/кг) = 668 000 Дж
Q₃ = (m)(c вады)(дэльта T) = (2 кг)(4200 Дж/кг C^o)(10 ^oЗ - 0 ^oC)) = (2)(4200 Дж)(10) = 84000 Дж
Паглынанае цяпло:
Q = Q₁ +Q₂ +Q₃
Q = 8400 Дж + 668 000 Дж + 84 000 Дж
Q = 760 400 джоўляў
Правільны адказ — А.

Крыніца пытання:

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