15 примеров теплоты и изменений агрегатного состояния
Обсуждение проблем, связанных с перегревом
1. Для повышения температуры морской воды на 1°C требуется 3900 Джоулей теплоты . Если удельная теплоемкость морской воды составляет 3,9 × 10³ Дж /кг°C, то масса морской воды равна…
А. 100 кг
B. 10 кг
C. 1 кг
D. 0,1 кг
Обсуждение
Известно, что:
Изменения температуры (ΔТ) = 1oC
Теплота (Q) = 3900 Джоулей
Удельная теплоемкость морской воды (c) = 3,9 x 103 Дж/кг°C = 3900 Дж/кг°C
Вопрос: Масса морской воды (м)
Джаваб:
Формула нагрева:
Q = mc Δ T
Описание: Q = теплоемкость, m = масса, c = удельная теплоемкость, ΔT = изменение температуры
m = Q / c ΔT = 3900 / (3900)(1) = 3900 / 3900 = 1
Таким образом, масса морской воды (m) равна 1 килограмму.
Правильный ответ — C.
2. Медь массой 2 кг при температуре 30°C получает 39 000 Дж теплоты. Если удельная теплоемкость меди составляет 390 Дж/кг·°C, то конечная температура меди равна...
А. 80 ° С
Б. 50 ° С
С. 30 XNUMX ° С
D. 20 ° C
Обсуждение
Известно, что:
Масса (м) = 2 кг
Начальная температура (T 1 ) = 30 ° C
Поглощенное тепло (Q) = 39 000 Джоулей
Удельная теплоемкость (c) меди = 390 Дж/кг oC
Вопрос: Конечная температура меди (Т)2)
Джаваб:
Формула нагрева:
Q = mc ΔT
Описание: Q = теплота, m = масса, c = удельная теплоемкость, ΔT = изменение температуры
Q = mc ΔT = mc (T 2 – T 1 )
39 000 = (2)( 390)(T 2 – 30)
100 = (2)(1)(T 2 – 30)
100 = (2)(T 2 – 30)
50 = T 2 – 30
T 2 = 50 + 30
T 2 = 80 ° C
Правильный ответ — А.
3. Для повышения температуры 5 кг воды с 15°C до 40°C потребуется следующее количество теплоты…
(удельная теплоемкость воды 4,2 × 10)3 Дж/кг°C)
А. 525.000 Дж
Б. 420.000 Дж
С. 150.000 Дж
Д. 21.000 Дж
Обсуждение
Известно, что:
Масса (м) = 5 кг
Начальная температура (Т)1) = 15°С
Конечная температура (Т)2) = 40°С
Удельная теплоемкость воды (c) = 4,2 × 10⁻⁶3 Дж/кг°С
Вопрос: Тепло (Q)
Джаваб:
Формула нагрева:
Q = mc ΔT
Q = (5 кг)( 4,2 × 10³ Дж /кг°C)(40°C – 15°C)
Q = (5)( 4,2 × 10³ Дж )(25)
Q = 525 x 10³ Дж
Q = 525.000 Дж
Правильный ответ — А.
4. 2 кг воды, температура которой составляет 24°C, нагревают до 90°C. Если удельная теплоемкость равна 4.200 Джоулей/кг°C, то количество теплоты, полученное водой, составляет...
А. 336.000 Джоуля
Б. 259.200 Джоулей
С. 554.400 Джоулей
D. 543.600 Джоуль
Обсуждение
Известно, что:
Масса воды (м) = 2 кг
Начальная температура (Т)1) = 24°С
Конечная температура (Т)2) = 90°С
Удельная теплоемкость воды (c) = 4.200 Джоулей/кг°C
Вопрос: Количество теплоты (Q), полученное водой, составляет…
Джаваб:
Калории:
Q = m c ΔT
Q = (2 кг)( 4.200 Джоулей/кг°C)(90°C – 24°C)
Q = (2 кг)( 4.200 Джоулей/кг°C)(66°C)
Q = (132)( 4.200 Джоулей)
Q = 554.400 Дж
Правильный ответ — C.
5. Вода массой 5 грамм нагревается от 10°C до 40°C. Если удельная теплоемкость воды составляет 1 кал/г°C, то количество теплоты, необходимое для повышения температуры воды, равно...
А. 100 калорий
В. 150 калорий
C. 200 калорий
D. 400 калорий
Обсуждение
Известно, что:
Масса (m) = 5 грамм
Начальная температура (T 1 ) = 10 ° C
Конечная температура (T₂ ) = 40 ° C
Удельная теплоемкость воды (°C) = 1 кал/г°C
Вопрос: Количество тепла, необходимое для повышения температуры воды.
Джаваб:
Формула нагрева:
Q = mc ΔT
Q = (5 грамм)(1 кал/г°С)(40oС - 10oC)
Q= (5) (1 кал)(30)
Q = 150 калорий
Правильный ответ — B.
6. Лучшим проводником тепла является...
А. алюминий
В. ртуть
С. железо
Д. стекло
Обсуждение
Теплопроводность материала зависит от его типа. Физическая величина, указывающая на способность материала проводить тепло, называется теплопроводностью. Чем выше теплопроводность, тем лучше способность материала проводить тепло.
Ниже приведены значения теплопроводности нескольких материалов:
Железо = 40 Дж/мс·Сo
Стекло = 0,84 Дж/мс·Сo
На основании приведенных выше данных, наибольшее значение теплопроводности имеет алюминий.
Правильный ответ — А.
7. 0,2 кг воды при температуре 25oТемпература C нагревается с теплотой 42 000 Джоулей. Если удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/кг oЕсли C, то конечная температура воды составит…
А. 100 ° C
В. 80 ° C
75 ° C
Д. 50 ° С
Обсуждение
Все единицы измерения указаны в международных единицах, за исключением единиц измерения температуры, которые остаются в градусах Цельсия, поскольку для измерения тепла используется единица Дж/кг. oC.
Известно, что:
Масса воды (м) = 0,2 кг
Теплота (Q) = 42.000 Джоулей
Удельная теплоемкость воды (c) = 4200 Дж/кг oC
Начальная температура (T 1 ) = 25 ° C
Вопрос: Конечная температура (T 2 )
Джаваб:
Формула нагрева:
Q = mc ΔT = mc (T 2 – T 1 )
Описание формулы:
Q = теплота, m = масса, c = удельная теплоемкость, ΔT = изменение температуры, T1 = начальная температура, T2 = конечная температура
Конечная температура воды составляет:
Q = mc (T 2 – T 1 )
42 000 = (0,2)(4200)(T 2 – 25)
42 000 = 840 (T 2 – 25)
42 000 = 840 T 2 – 21 000
42 000 + 21 000 = 840 T 2
63 000 = 840 Т 2
T 2 = 63 000 / 840
T 2 = 75 ° C
Правильный ответ — C.
Изменения температуры и изменения формы
8. На основании графика показано количество теплоты, необходимое для 5 кг воды в процессе перехода от C к D (удельная теплоемкость воды = 4.200 Дж/кг). oC) это…
А. 210.000 Дж
Б. 420.000 Дж
С. 21.000.000 Дж
Д. 42.000.000 Дж
Обсуждение
Известно, что:
Масса воды (м) = 5 кг
Удельная теплоемкость воды (c) = 4200 Дж/кг oC
Начальная температура (Т)1) = 0 oC
Конечная температура (Т)2) = 10 oC
Изменения температуры (ΔT) = 10 oС - 0 oC = 10 oC
Вопрос: Поглощенное тепло (Q)
Джаваб:
Формула нагрева:
Q = mc ΔT = (5 кг)(4200 Дж/кг) oС)(10 oC) = (5)(4200 Дж)(10) = (50)(4200 Дж) = 210 000 Джоулей
Правильный ответ — А.
9. Посмотрите на график сбоку! Сколько теплоты необходимо для превращения 200 граммов льда в процессе А в процесс С, если удельная теплоемкость льда составляет 2100 Дж/кг? oC, а теплота плавления льда составляет 336 000 Дж/кг, что…
А. 4.200 Джоуля
Б. 67.200 Джоулей
С. 71.400 Джоулей
D. 75.600 Джоуль
Обсуждение
Известно, что:
Все единицы измерения должны быть представлены в Международной системе единиц.
Масса льда (m) = 200 грамм = 200/1000 килограммов = 0,2 килограмма
Удельная теплоемкость (c) = 2100 Дж/кг oC
Теплота плавления льда (л)F) = 334 000 Дж/кг
Вопрос: Количество тепла, необходимое в процессе от А до С
Джаваб:
В процессе перехода от А к В тепло поглощается льдом, повышая его температуру с -10°C.oC становится 0oC.
Количество теплоты, поглощенной в процессе от А к В, рассчитывается по формуле теплоты:
Q = mc ΔT
Описание формулы: Q = поглощенное тепло, m = масса льда, c = удельная теплоемкость льда, ΔT = изменение температуры
Таким образом, количество поглощенного тепла составляет:
Q1 = мс ΔT = (0,2)(2100)(0-(-10) = (0,2)(2100)(10) = (2)(2100) = 4200 Джоулей
В процессах от B до C поглощается тепло, которое растопляет весь лед, превращая его в воду. В этом процессе происходит только изменение агрегатного состояния, а температура не изменяется. Температура льда и воды остается равной 0 °C.oC.
Количество теплоты, поглощаемой в процессе от B до C, рассчитывается по формуле теплоты:
Q2 = м LF = (0,2 кг)(336 000 Дж/кг) = 67200 Джоулей
Количество теплоты, поглощенной в процессе от А до С:
Q = Q₁ + Q₂ = 4200 Джоулей + 67200 Джоулей = 71400 Джоулей
Правильный ответ — C.
10. Обратите внимание на график результатов эксперимента, представленный ниже!
Если нагреть 2 кг воды, то теплота водяного пара составит 2,27 х 10⁻³.6 Дж/кг, удельная теплоемкость воды = 4.200 Дж/кг oЕсли при температуре C и давлении воздуха 1 атмосфера, то количество теплоты, необходимое для процесса перехода от B к C, составляет...
А. 3.360 килоджоулей
В. 4.540 килоджоулей
C. 4.876 килоджоулей
D. 5.212 килоджоулей
Обсуждение
Известно, что:
Масса воды (м) = 2 кг
Теплота водяного пара (л)V) = 2,27 х 106 Дж / кг
Удельная теплоемкость воды (c) = 4.200 Дж/кг oC
Вопрос: Количество теплоты, поглощенной в процессе перехода от B к C.
Джаваб:
В процессе от А к В тепло, поглощенное водой, используется для повышения температуры воды с 60 °C.oC до 100oC. При давлении воздуха в 1 атмосферу температура кипения воды составляет 100 °C.oС и после достижения температуры 100oВода в точке С больше не испытывает никаких изменений температуры, но переходит из жидкого состояния в газообразное.
В процессах от B до C поглощенное тепло используется для испарения всей воды в газообразное состояние. Количество поглощенного тепла рассчитывается по формуле:
Q = m LV = (2 кг)(2,27 x 106 Дж/кг) = 4,54 x 106 Джоуль = 4540 x 103 Джоуль = 4540 кило Джоуль
Правильный ответ — B.
11.
Обратите внимание на следующий график.
Лед массой 50 грамм нагревают с -5°C.oC к воде при температуре 60oВода C. Если теплота плавления льда = 80 кал/грамм, то удельная теплоемкость льда = 0,5 кал/грамм. oC, удельная теплоемкость воды = 1 кал/грамм oЕсли C, то количество теплоты, необходимое в процессе перехода от C к D, составляет…
А. 125 калорий
В. 3.000 калорий
C. 4.000 калорий
D. 7.125 калорий
Обсуждение
Известно, что:
Масса льда (м³) = 50 грамм
Температура льда (T es) = -5 oC
Удельная теплоемкость льда (c es) = 0,5 кал/грамм oC
Теплота плавления льда (л льда) = 80 кал/грамм
Температура воды (T воды) = 60 oC
Удельная теплоемкость воды (°C воды) = 1 кал/грамм oC
Вопрос: Количество теплоты в процессе от C до D
Джаваб:
В процессе от А к В температура льда изменяется от -5 oC становится 0 oC
В процессах от B до C весь лед превращается в воду (твердое вещество превращается в жидкость). При этом температура не изменяется.
В процессе от C до D температура воды изменяется от 0. oC становится 60 oC
Количество тепла, необходимое в процессе от А до В:
Q = мс ΔT
Q = (мes)(ces)(0 – Тes)
Q = (50)(0,5)(0-(-5)) = (50)(0,5)(5) = 125 калорий
Количество тепла, необходимое в процессах от B до C:
Q = m L
Q = mes Les
Q = (50)(80) = 4000 калорий
Количество тепла, необходимое в процессах от C до D:
Q = мс ΔT
Q = (мвоздух)(cвоздух)(Твоздух - 0)
Q = (50)(1)(60-0) = (50)(1)(60) = 3000 калорий
Количество тепла, необходимое в процессах от А до D:
Q = 125 + 4000 + 3000
Q = 7125 калорий
Автор рассчитывает количество теплоты, необходимое для каждого процесса, чтобы помочь вам понять, как решать задачи такого типа. Вопрос заключается в том, сколько теплоты необходимо для процессов от C до D.
Правильный ответ — B.
12.
Судя по графику рядом с числом калорийный Для процесса ABC требуется 3 кг льда… (удельная теплоемкость es = 2.100 Дж/кгoC, теплота плавления es = 336 000 Дж/кг)
А. 630 кДж
Б. 819 кДж
С. 1071 кДж
Д. 3276 кДж
Обсуждение
Приведенный выше график иллюстрирует процесс превращения льда в воду.
В процессе АБ тепло используется для повышения температуры льда с -10 °C.oC до 0oC.
Q = mc (ΔT)
Q = (3)(2100)(0-(-10)) = (3)(2100)(10) = 63 000 Джоулей = 63 кДж (кДж = килоджоули)
В процессе БК (биполярного кальцинирования) тепло используется для того, чтобы растопить весь лед и превратить его в воду. При этом температура льда не изменяется.
Q = m LF
Q = (3)(336 000) = 1 008 000 Джоулей
Для образования льда в процессе ABC требуется следующее количество теплоты:
63 кДж + 1.008 кДж = 1071 кДж
Правильный ответ — C.
13.
Обратите внимание на график нагрева 500 граммов льда при температуре -10 °C.oТемпература ниже! Если удельная теплоемкость льда составляет 2100 Дж/кгoУдельная теплоемкость воды составляет 4.200 Дж/кг (°C).oC, а теплота плавления льда составляет 336 000 Дж/кг. Сколько тепла необходимо для процесса BCD?
А. 31.500 Дж
Б. 63.000 Дж
С. 168.000 Дж
Д. 231.000 Дж
Обсуждение
Масса льда выражается в граммах, поэтому переведите её в килограммы (международные единицы). 500 граммов = 0,5 кг.
В процессе БК (биохимической кристаллизации) тепло используется для того, чтобы растопить весь лед и превратить его в воду.
Q = m LF
Q = (0,5)(336 000) = 1 008 000 Джоулей
В процессе CD для повышения температуры воды от 0 используется тепло.oC до 30oC
Q = mc (ΔT)
Q = (0,5)(4200)(30-0) = (0,5)(4200)(30) = 63 000 Джоулей
Количество тепла, необходимое для образования льда в процессе BCD:
168.000 Джоулей + 63.000 Джоулей = 231.000 Джоулей
Правильный ответ — D.
14.
Посмотрите на график нагрева 1 кг льда ниже! Если удельная теплоемкость льда составляет 2.100 Дж/кгoВ, теплота плавления льда составляет 336 000 Дж/кг, а удельная теплоемкость воды — 4.200 Дж/кг.oВ этом случае количество тепла, необходимое в процессе PQR, составляет…
А. 10.500 Дж
Б. 21.000 Дж
С. 336.000 Дж
Д. 346.500 Дж
Обсуждение
В процессе PQ для повышения температуры льда с -5°C используется тепло.oC до 0oC
Q = mc (ΔT)
Q = (1)(2100)(0-(-5)) = (1)(2100)(5) = 10 500 Джоулей
В процессе создания QR-кодов для растапливания всего льда и превращения его в воду используется тепло.
Q = m LF
Q = (1)(336 000) = 1 008 000 Джоулей
Для образования льда в процессе PQR требуется следующее количество тепла:
10.500 Джоулей + 336.000 Джоулей = 346.500 Джоулей
Правильный ответ — D.
15. Посмотрите на график нагрева 1 кг льда ниже!
Джика удельная теплоемкость 2.100 Дж/кгoВ, теплота плавления льда составляет 336 000 Дж/кг, а удельная теплоемкость воды — 4.200 Дж/кг.oВ этом случае количество тепла, необходимое в процессе PQR, составляет…
А. 10.500 Дж
Б. 21.000 Дж
С. 336.000 Дж
Д. 346.500 Дж
Обсуждение
Известно, что:
Масса льда = 1 кг
Теплота плавления льда (л)F) = 334 000 Дж/кг
Удельная теплоемкость льда (c es) = 2.100 Дж/кгoC
Удельная теплоемкость воды (c воды) = 4.200 Дж/кгoC
Вопрос: Тепло, необходимое в процессе PQR
Джаваб:
В процессе P-Q тепло используется для повышения температуры льда с -5°C.oC становится 0oC. Теплота рассчитывается по формуле: Q = mc² ΔT, где Q = теплота, m = масса льда, c = удельная теплоемкость льда, ΔT = изменение температуры от -5oC до 0oC.
Количество тепла, необходимое в процессе P – Q:
Q = mc ΔT = (1)(2100)(0-(-5)) = (2100)(5) = 10500 Джоулей
В процессе Q-R тепло используется для того, чтобы растопить весь лед и превратить его в воду. При этом температура не изменяется. Теплота рассчитывается по формуле: Q = m LFгде Q = теплота, m = масса льда, LF = теплота плавления льда.
Количество тепла, необходимое в процессе Q–R:
Q = m LF = (1)(336.000) = 336.000 Джоуля
Общее количество калорий:
10500 + 336 000 = 346 500 Джоулей
Правильный ответ — D.
Источник вопроса:
Вопросы для национального экзамена по естественным наукам для средней школы/исламской средней школы
