Реши задачи по физике из контрольной работы №3 "Количество теплоты" вариантов 6 и 7.

Решаю задачи по физике из контрольной работы №3 "Количество теплоты". **Вариант 6** 1. Для начала нужно определить, какое количество теплоты выделилось при остывании стального зубила. Используем формулу: $Q = mc(T_2 - T_1)$, где: * $Q$ – количество теплоты (в Джоулях), * $m$ – масса зубила (в килограммах), * $c$ – удельная теплоёмкость стали (в Дж/(кг·°C)), * $T_1$ – начальная температура (в °C), * $T_2$ – конечная температура (в °C). Сначала переведём массу зубила в килограммы: $m = 500 г = 0.5 кг$. Удельная теплоёмкость стали примерно $460 Дж/(кг·°C)$. Теперь подставим значения в формулу: $Q = 0.5 кг * 460 Дж/(кг·°C) * (50°C - 650°C) = 0.5 * 460 * (-600) = -138000 Дж$ Так как теплота выделяется, то значение будет отрицательным. Значит, выделилось 138 000 Дж или 138 кДж теплоты. **Ответ: 138 кДж** 2. Температура воды в термосе изменится меньше, чем в стакане. Это связано с тем, что термос лучше сохраняет тепло, чем стакан. Термос имеет двойные стенки с вакуумом между ними, что уменьшает теплопередачу. 3. Чтобы нагреть воду в медной кастрюле до кипения, нужно рассчитать количество теплоты, необходимое для нагрева воды и самой кастрюли. Используем формулу: $Q = m_1c_1(T_2 - T_1) + m_2c_2(T_2 - T_1)$, где: * $m_1$ – масса воды, * $c_1$ – удельная теплоёмкость воды (4200 Дж/(кг·°C)), * $m_2$ – масса кастрюли, * $c_2$ – удельная теплоёмкость меди (380 Дж/(кг·°C)), * $T_1$ – начальная температура (10°C), * $T_2$ – конечная температура (100°C). Подставим значения: $Q = 2.3 кг * 4200 Дж/(кг·°C) * (100°C - 10°C) + 1.6 кг * 380 Дж/(кг·°C) * (100°C - 10°C) = 2.3 * 4200 * 90 + 1.6 * 380 * 90 = 869400 + 54720 = 924120 Дж$ **Ответ: 924120 Дж** 4. Чтобы определить, сколько нужно сжечь керосина, используем формулу: $Q = qm$, где: * $Q$ – количество теплоты (10^7 Дж), * $q$ – удельная теплота сгорания керосина (примерно 46 * 10^6 Дж/кг), * $m$ – масса керосина. Выразим массу керосина: $m = Q / q = 10^7 Дж / (46 * 10^6 Дж/кг) ≈ 0.217 кг$ **Ответ: 0.217 кг** 5. Используем уравнение теплового баланса: $m_1c(T_3 - T_1) = m_2c(T_2 - T_3)$, где: * $m_1$ – масса холодной воды (5 кг), * $T_1$ – начальная температура холодной воды (10°C), * $m_2$ – масса горячей воды, * $T_2$ – начальная температура горячей воды (90°C), * $T_3$ – конечная температура смеси (40°C). Подставим значения и решим уравнение: $5 кг * (40°C - 10°C) = m_2 * (90°C - 40°C)$, $5 * 30 = m_2 * 50$ $m_2 = (5 * 30) / 50 = 3 кг$ **Ответ: 3 кг** **Вариант 7** 1. Большее количество теплоты потребуется при нагревании льда той же массы на один градус, потому что сначала лёд должен растаять, а потом нагреваться. Для плавления льда нужна дополнительная энергия. 2. $Q = m_1c_1(T_2 - T_1) + m_2c_2(T_2 - T_1)$, где: * $m_1$ – масса воды (1,5 л = 1,5 кг), * $c_1$ – удельная теплоёмкость воды (4200 Дж/(кг·°C)), * $m_2$ – масса алюминиевого котелка (200 г = 0,2 кг), * $c_2$ – удельная теплоёмкость алюминия (920 Дж/(кг·°C)), * $T_1$ – начальная температура (20°C), * $T_2$ – конечная температура (100°C). $Q = 1.5 * 4200 * (100 - 20) + 0.2 * 920 * (100 - 20) = 1.5 * 4200 * 80 + 0.2 * 920 * 80 = 504000 + 14720 = 518720 Дж$ **Ответ: 518720 Дж** 3. $Q = qm$, где: * $q$ – удельная теплота сгорания древесного угля (примерно 34 * 10^6 Дж/кг), * $m$ – масса древесного угля (15 кг). $Q = 34 * 10^6 Дж/кг * 15 кг = 510 * 10^6 Дж = 510 МДж$ **Ответ: 510 МДж** 4. В новом чайнике вода нагреется быстрее, потому что на старом чайнике может быть накипь, которая ухудшает теплопередачу. 5. $Q = m_1c_1(T_2 - T_1) + m_2c_2(T_2 - T_1)$, где: * $m_1$ – масса воды (3 л = 3 кг), * $c_1$ – удельная теплоёмкость воды (4200 Дж/(кг·°C)), * $m_2$ – масса алюминиевой кастрюли (300 г = 0,3 кг), * $c_2$ – удельная теплоёмкость алюминия (920 Дж/(кг·°C)), * $T_1$ – начальная температура (25°C), * $T_2$ – конечная температура (75°C). $Q = 3 * 4200 * (75 - 25) + 0.3 * 920 * (75 - 25) = 3 * 4200 * 50 + 0.3 * 920 * 50 = 630000 + 13800 = 643800 Дж$ $Q = qm$, где: * $q$ – удельная теплота сгорания керосина (46 * 10^6 Дж/кг), * $m$ – масса керосина. $m = Q / q = 643800 / (46 * 10^6) ≈ 0.01399 кг = 13.99 г$ **Ответ: 13.99 г**