15 примера за въпроси, свързани с температурата и топлината
Калибриране на термометър
1. Калибриран термометър X показва -30 °C за точката на замръзване на водата и 90 °C за точката на кипене на водата. Температура от 60 °C за X е равна на...
A. 20 ° C
Б. 45 ° C
50 ° C
D. 75 ° C
E. 80 ° C
Дискусия
Известно е, че:
Точка на замръзване на водата на термометъра X = -30 °
Точката на кипене на водата на термометъра X = 90 °
Въпрос: 60 ° X = … ° C
Отговор:
По скалата на Фаренхайт, точката на замръзване на водата е 32 ° F, а точката на кипене на водата е 212 ° F. Между точката на замръзване и точката на кипене на водата има разлика от 212 ° – 32 ° = 180 °F.
По скалата на Целзий, точката на замръзване на водата е 0 ° C, а точката на кипене на водата е 100 ° C. Между точката на замръзване и точката на кипене на водата има разлика от 100 ° – 0 ° = 100 °.
По X скалата точката на замръзване на водата е -30 ° X, а точката на кипене на водата е 90 ° X. Между точката на замръзване и точката на кипене на водата има разлика от 90 ° – (-30 ° ) = 90 ° + 30 ° = 120 °.
Преобразувайте X скалата в Целзий скалата:
Верният отговор е Д.
Пемуаян
2. Метален прът се нагрява до температура 80 ° C и дължината му става 115 см. Ако коефициентът на линейно разширение на метала е 3.10 -3 ° C -1 и началната температура на метала е 30 ° C, тогава началната дължина на метала е….
А. 100 см
Б. 101,5 см
Около 102 см
д.102,5см
Д. 103 см
Дискусия
Известно е, че:
Начална температура (T1 ) = 30 ° C
Крайна температура (T2 ) = 80 ° C
Температурна промяна (ΔT) = 80 ° C – 30 ° C = 50 ° C
Коефициентът на линейно разширение на метала (α) = 3.10⁻³ o C⁻¹
Крайна дължина на метала (L) = 115 см
Търси се: Начална дължина на метала (L o )
Отговор:
Формула за удължаване по дължина:
Верният отговор е А.
3. Месинговият прът е първоначално дълъг 40 см. При нагряване до температура 80 ° C дължината му става 40,04 см. Ако коефициентът на линейно разширение на месинга е 2,0 x 10⁻⁶ ° C⁻¹ , тогава началната температура на месинговия прът е….
A. 20 ° C
Б. 22 ° C
25 ° C
D. 30 ° C
E. 50 ° C
Дискусия
Известно е, че:
Крайна температура (T2 ) = 80 ° C
Начална дължина (L o ) = 40 см
Крайна дължина (L) = 40,04 см
Увеличение на дължината (ΔL) = 40,04 см – 40 см = 0,04 см
Коефициентът на линейно разширение на месинг (α) = 2,0 x 10⁻⁶ o C⁻¹
Въпрос: Начална температура ( T1 )
Отговор:
Формула за разширение на метала:
0,04 = (2,0 x 10⁻⁶ ) (40)(80 – T⁻¹ )
0,04 = (80 x 10⁻⁶ ) (80 – T⁻¹ )
0,04 = 0,0008 (80 – T1 )
0,04 = 0,064 – 0,0008 Т1
0,0008 T1 = 0,064 – 0,040
0,0008 T1 = 0,024
T1 = 30 ° C
Верният отговор е Д.
Пренос на топлина чрез проводимост
4. Метални пръти с еднакъв размер, но изработени от различни метали, са съединени, както е показано на картинката по-долу. Ако топлопроводимостта на метал I е 4 пъти по-голяма от проводимостта на метал II, тогава температурата на съединението на двата метала е…
А. 450 C
Б. 40 0 С
°C 35 ° C
Г. 30 0 °C
E. 25 0 C
Дискусия
Известно е, че:
Същият размер на стъблото
Топлопроводимост на метала I = 4k
Топлопроводимост на метала II = k
Температура на металния връх I = 50 ° C
Температура на металния връх II = 0 ° C
Въпрос: Температура на съединението на двата метала
Отговор:
Формулата за скоростта на топлопреминаване чрез топлопроводимост:
Описание: Q/t = скорост на топлопреминаване, k = топлопроводимост, A = повърхностна площ, T1 - T2 = промяна на температурата, l = дължина на пръта
Температура в граничната равнина P и Q:
Два метални пръта A и B са с еднакъв размер, така че повърхността (A) и дължината (l) на прътите са елиминирани от уравнението.
Верният отговор е Б.
5. Обърнете внимание на следното твърдение!
(1) Проводимост на метала
(2) Температурната разлика между металните краища
(3) Дължина на метала
(4) Метална маса
Факторите, които определят скоростта на разпространение на топлината в метала, са...
А. (1), (2) и (3)
Б. (1) и (4)
В. (2) и (4)
Г. (3) и (4)
само Д. (4)
Дискусия
Въз основа на формулата за скоростта на топлопреминаване чрез проводимост, факторите, които определят скоростта на топлопреминаване, са проводимостта на метала (k), температурната разлика между краищата на метала (T) и дължината на метала (l). Масата на метала няма влияние.
Верният отговор е А.
6. Две PQ пръчки с еднакъв размер, но от различни видове метал, са закрепени, както е показано на фигурата по-долу. Ако коефициентът на топлопроводимост P е два пъти по-голям от коефициента на топлопроводимост Q, тогава температурата на границата между P и Q е...
А. 84°C
Б. 78°C
72°C
Г. 70°C
E. 90°C
Дискусия
Известно е, че:
PQ пръчките имат еднакъв размер.
Коефициент на топлопроводимост на метала P (kP ) = 2k
Коефициент на топлопроводимост на метала Q (k Q ) = k
Въпрос: Температура на граничната равнина P и Q
Отговор:
Формулата за скоростта на топлопреминаване чрез топлопроводимост:
Описание: Q/t = скорост на топлопреминаване, k = топлопроводимост, A = повърхностна площ, T1 - T2 = промяна на температурата, l = дължина на пръта
Температура в граничната равнина P и Q:
Пръчките PQ са с еднакъв размер, така че A и l са елиминирани от уравнението.
Няма правилен отговор.
Промяна на формата
7. 1 кг лед с температура 0 ° C се смесва с 0,5 кг вода с температура 0 ° C, след което...
А. част от водата замръзва
Б. част от леда се топи
C. целият лед се топи
Г. цялата вода замръзва
Д. масата на леда във водата остава постоянна
Дискусия
Думата лед обозначава вода в твърдо състояние, докато думата вода обозначава вода в течно състояние.
При 0 ° C ледът преминава от твърдо в течно състояние. За тази промяна в агрегатното си състояние, ледът трябва да абсорбира топлина. Ледът е смесен с вода, така че ледът трябва да абсорбира топлина от водата. Водата обаче също е с температура 0 ° C, така че ледът не може да абсорбира топлина. Следователно, масата на леда във водата остава постоянна.
Верният отговор е Е.
Черен принцип
8. В железен съд с маса 200 грама има 100 грама масло с температура 20 ° C. В съда са поставени 50 грама желязо с температура 75 ° C. Ако температурата на съда се повиши с 5 ° C и специфичната топлина на маслото = 0,43 cal/g ° C, тогава специфичната топлина на желязото е...
A. 0,143 кал/г ° C
B. 0,098 кал/г ° C
C. 0,084 кал/г ° C
D. 0,075 кал/г ° C
E. 0,064 кал/г ° C
Дискусия
Известно е, че:
Маса на железен съд (m) = 200 gr
Начална температура на железния съд (T1 ) = 20 ° C
Маслото е в железния съд, така че температурата на маслото = температурата на железния съд.
Крайна температура на чугунения съд (T2 ) = 20 ° C + 5 ° C = 25 ° C
Маса на маслото (m) = 100 грама
Специфична топлина на маслото (c масло) = 0,43 cal/g o C
Начална температура на маслото (T1 ) = 20 ° C
Маслото е в съд, така че маслото е в термично равновесие с железния съд. Така че, ако крайната температура на железния съд е 25 ° C, тогава крайната температура на маслото е 25 ° C.
Крайна температура на маслото (T2 ) = 20 ° C + 5 ° C = 25 ° C
Маса на желязото (m) = 50 грама
Начална температура на желязото (T1 ) = 75 ° C
Желязото е потопено в масло в съд, така че желязото е в термично равновесие с маслото и съда. Така че, ако крайната температура на съда е 25 ° C, тогава крайната температура на желязото е 25 ° C.
Въпрос: Специфична топлина на желязото (c на желязото)
Отговор:
Топлина, отделена от желязото:
Q = mc ΔT = (50)(c)(75-25) = (50)(c)(50) = 2500c калории
Топлина, абсорбирана от железния съд:
Q = mc ΔT = (200)(c)(25-20) = (200)(c)(5) = 1000c калории
Топлина, абсорбирана от маслото:
Q = mc ΔT = (100)(0,43)(25-20) = (43)(5) = 215 калории
Принципът на Блек гласи, че в затворена, изолирана система топлината, отделена от обект с висока температура, се абсорбира от обект с ниска температура.
Освободен Q = абсорбиран Q
2500c = 1000c + 215
2500°C – 1000°C = 215
1500°C = 215
c = 215/1500
c = 0,143 кал/г ° C
Верният отговор е А.
9. Чаша, съдържаща 200 грама вода с температура 20°C, се пълни с 50 грама лед с температура -2°C. Ако се осъществява само топлообмен между водата и леда, след достигане на равновесие ще се получи следното: (c вода = 1 cal/gr°C; c лед = 0,5 cal/gr°C; L = 80 cal/gr)
A. целият лед се топи и температурата е над 0°C
Б. целият лед се топи и температурата е 0°C
C. Не целият лед се топи и температурата е 0°C
D. температурата на цялата система е под 0°C
E. част от водата замръзва и температурата на системата е 0°C
Дискусия
Известно е, че:
Маса на водата (m³ вода ) = 200 грама
Температура на водата (T water ) = 20 ° C
Специфична топлина на водата (c вода ) = 1 cal/gr°C
Маса на леда (m es ) = 50 грама
Температура на леда (T es ) = -2 ° C
Специфична топлина на леда (c es ) = 0,5 cal/gr°C
Топлина на топящата се вода (L) = 80 cal/gr
Отговор:
Загряване за повишаване на температурата на леда от -2 ° C до 0 ° C:
Q = mc ΔT
Q = (50 грама)(0,5 кал/гр°C)(0 ° C – (-2 ° C))
Q = (50)(0,5 кал)(2)
Q = 50 калории
Загрейте, за да разтопите целия лед и да го превърнете във вода:
Q = m L = (50 грама)(80 кал/грам) = 4000 калории
Загряване за понижаване на температурата на цялата вода от 20 ° C до 0 ° C:
Q = mc ΔT
Q = (200 грама)(1 кал/гр°C)(0 ° C – (20 ° C))
Q = (200)(1 кал)(-20)
Q = -4000 калории
Положителният знак означава, че се добавя топлина, отрицателният знак означава, че се отделя топлина.
Топлината, необходима за повишаване на температурата на леда до 0 ° C, е 50 калории, а топлината, необходима за топенето на целия лед, е 4000 калории. Следователно, общата топлина, необходима за топенето на целия лед, е 4050 калории. Наличната топлина е топлината, отделена от водата, която е 4000 калории.
Може да се заключи, че наличната топлина не е достатъчна, за да разтопи целия лед и да го превърне във вода. По-голямата част от леда се е разтопил и превърнал във вода, но малка част не. Тази вода и останалият лед са на 0 ° C.
Верният отговор е C.
10. Парче алуминий с маса 200 грама и температура 20 ° C се поставя в съд с вода с маса 100 грама и температура 80 ° C. Ако специфичната топлина на алуминия е 0,22 cal/g° C , а специфичната топлина на водата е 1 cal/g ° C, тогава крайната температура на алуминия е близка до...
A. 20 ° C
Б. 42 ° C
62 ° C
D. 80 ° C
100 ° C (източна)
Дискусия
Известно е, че :
Маса на алуминия = 200 грама
Температура на алуминия = 20 ° C
Маса на водата = 100 грама
Температура на водата = 80 ° C
Специфична топлина на алуминия = 0,22 cal/g ° C
Специфична топлина на водата = 1 cal/g ° C
Въпрос : крайна температура на алуминия
Отговор :
Алуминият е във водата, така че крайната температура на алуминия = крайната температура на водата.
Топлината, отделена от водата с по-висока температура (Q освободена), = топлината, погълната от алуминия с по-ниска температура (Q абсорбирана).
m вода c (ΔT) = m алуминий c (ΔT)
(100)(1)(80 – Т) = (200)(0,22)(Т – 20)
(100)(80 – Т) = (44)(Т – 20)
8000 – 100T = 44T – 880
8000 + 880 = 44T + 100T
8880 = 144T
T = 62 ° C
Верният отговор е C.
11. Монета от 50 грама с температура 85°C се потапя в 50 грама вода с температура 29,8°C (специфична топлина на водата = 1 cal.g —1 .°C —1 ). Ако крайната температура е 37°C и контейнерът не абсорбира топлина, тогава специфичната топлина на метала е…
A. 0,15 кал.г -1 .°C -1
Б. 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
Дискусия
Известно е, че :
Маса на метала (m метал ) = 50 грама
Температура на метала = 85 ° C
Маса на водата (m³ вода ) = 50 грама
Температура на водата = 29,8 ° C
Специфична топлина на водата (c вода ) = 1 cal.g⁻¹ . ° C⁻¹
Крайна температура на сместа = 37 ° C
Зададена е темата : специфична топлина на метала (c метал)
Отговор :
Топлината, отделена от метала с по-висока температура (Q освободена), = топлината, погълната от водата с по-ниска температура (Q абсорбирана).
m метал c (ΔT) = m вода c (ΔT)
(50)(в)(85 – 37) = (50)(1)(37 – 29,8)
(в)(85 – 37) = (1)(37 – 29,8)
48 c = 7,2
c = 0,15 кал.г⁻¹ . ° C⁻¹
Верният отговор е А.
12. Кубче лед от 50 грама при 0°C се потапя в 200 грама вода при 30°C, поставена в специален съд. Да приемем, че съдът не абсорбира топлина. Ако специфичната топлина на водата е 1 cal.g – 1 °C –1 , а топлината на топене на леда е 80 cal.g –1 , тогава крайната температура на сместа е….
А. 5°C
Б. 8°C
11°C
Г. 14°C
E. 17°C
Дискусия
Известно е, че :
Маса на леда (m es ) = 50 грама
Температура на леда = 0°C
Маса на водата (m³ вода ) = 200 грама
Температура на водата = 30 ° C
Специфична топлина на водата (c вода ) = 1 cal.g – 1 °C –1
Топлина на топене на лед (L лед ) = 80 cal.g –1
Зададено е : крайната температура на сместа
Отговор :
Първо, преценете крайното състояние:
Топлината, отделена от водата, за да понижи температурата ѝ от 30 ° C до 0 ° C:
Q насипно състояние = m вода c вода (ΔT) = (200)(1)(30-0) = (200)(30) = 6000
Топлината, необходима за разтопяване на целия лед:
Q melt = m es L es = (50)(80) = 4000
Топлината, използвана за топене на целия лед, е само 4000, докато количеството налична топлина е 6000. Може да се заключи, че крайната температура на сместа е над 0 ° C.
Черен принцип :
Топлина, отделена от водата = топлина за топене на целия лед + топлина за повишаване на температурата на ледената вода
(m вода )(c вода )(ΔT) = (m es )(L es ) + (m es )(c вода )(ΔT)
(200)(1)(30-T) = (50)(80) + (50)(1)(T-0)
(200)(30-T) = (50)(80) + (50)(T-0)
6000 – 200T = 4000 + 50T – 0
6000 – 4000 = 50T + 200T
2000 = 250T
Т = 2000/250
T = 8 ° C
Верният отговор е Б.
Промени в агрегатното състояние на материята
13. Графиката по-долу показва връзката между температурата (T) и топлината (Q), приложена към 1 грам твърдо вещество. Количеството топлина на изпаряване на твърдото вещество е…
A. 60 калории/грам
Б. 70 калории/грам
C. 80 калории/грам
Г. 90 калории/грам
E. 100 калории/грам
Дискусия:
Топлината на изпарение е количеството топлина, абсорбирано (или освободено) от 1 грам от даден обект, за да промени неговото агрегатно състояние от течност в газ (или от газ в течност).
Известно е :
Абсорбирана или освободена топлина: Q = 140 калории – 60 калории = 80 калории
Маса на твърдото вещество: m = 1 грам
Попитан :
Парна топлина (L)v) твърди вещества?
Джаваб :
Формула за определяне на топлината на парата :
Q = m Lv
Описание: Q = абсорбирана или отделена топлина, m = маса на веществото, Lv = топлина на парата
Lv = Q / м
Lv = 80 калории / 1 грам
Lv = 80 калории/грам
Верният отговор е C.
14. По-долу е показана графика на топлината спрямо температурата на 1 kg пара при нормално налягане. Точката на кипене на водата е 2256 x 103 J/kg, а специфичната топлина на водата е 4,2 x 103 J/kg K, тогава топлината, отделена при преминаването от пара във вода, е…
А. 4,50 × 103 джаул
Б. 5,20 × 103 джаул
C. 2,00 × 106 джаул
Г. 2,26 × 106 джаул
Д. 4,40 × 106 джаул
Дискусия:
Известно е :
Парна топлина или топлина на кипене (L)v) = 2.256 x 103 Дж/кг
Специфична топлина на водата (c) = 4200 J/kg K
Маса на парата (m) = 1 kg
Попитан :
Освободена топлина (Q) ?
Джаваб :
Q = m Lv
Q = (1 кг)(2.256 x 103 Дж/кг)
Q = 2256 x 103 джаул
Q = 2,256 x 106 джаул
Верният отговор е Д.
15. Количеството топлина, абсорбирано за повишаване на температурата на 2 kg вода от -2 oC до 10 oC е… Специфична топлина на водата = 4.200 J/kg Co, специфична топлина на леда = 2.100 J/kg Co, топлина на топене на водата (LF) = 334 000 Дж/кг
А. 760.400 Й
Б. 750.000 Й
Около 14 400 Дж
D. 52 800 J
E. 540.000 J
Дискусия:
Известно е :
Маса (m) на водата = 2 kg
Начална температура (T) = -2 oC
Крайна температура (T) = 10 oC
Специфична топлина на леда (c es) = 2100 J/kg Co
Специфична топлина на водата (c вода) = 4200 J/kg Co
Топлина на топене на водата (L)F) = 334 000 Дж/кг
Попитан :
Абсорбирана топлина (Q) ?
Джаваб :
Промяна на температурата от -2 oC до 10 oC преминава през няколко етапа.
Етап 1, температурата на леда се повишава от -2 oC до 0 oC (повишаването на температурата на леда спира при точката на замръзване на водата, която е 0 oC)
Етап 2, целият лед се топи (твърдото състояние се променя в течно при температурата на замръзване на водата, която е 0 oC)
Етап 3, температурата на водата се повишава отново от 0 oC до 10 oC)
Така от температура от -2 oC до 0 oC, водата е все още в твърдо състояние. При температура 0 oC, има промяна от твърдо в течно състояние. След като твърдото състояние премине в течно, температурата на водата се повишава отново от 0 oC до 10 oC.
Q1 = (m)(c es)(делта T) = (2 kg)(2100 J/kg Co)(0 oC – (-2 oC)) = (2)(2100 J)(2) = 8400 J
Q2 = (м)(LF) = (2 kg) (334 000 J/kg) = 668 000 J
Q3 = (m)(c вода)(делта T) = (2 kg)(4200 J/kg Co)(10 oС - 0 oC)) = (2)(4200 J)(10) = 84000 J
Абсорбирана топлина:
Q = Q1 + Q2 + Q3
Q = 8400 J + 668 000 J + 84 000 J
Q = 760.400 джаула
Верният отговор е А.
Източник на въпроса:
Въпроси по физика за националния изпит за гимназия/професионална гимназия
