Реши задачи контрольной работы №3 "Количество теплоты" варианты 6 и 7.

Вариант 6 1. Для решения задачи необходимо знать удельную теплоёмкость стали. Примем её равной 500 Дж/(кг·°C). Количество теплоты, выделившееся при остывании зубила, можно рассчитать по формуле: $Q = mc(T_1 - T_2)$, где $m$ - масса зубила, $c$ - удельная теплоёмкость стали, $T_1$ - начальная температура, $T_2$ - конечная температура. Подставляем значения: $Q = 0.5 \cdot 500 \cdot (650 - 50) = 0.5 \cdot 500 \cdot 600 = 150000$ Дж = 150 кДж. **Ответ: 150 кДж** 2. Температура воды в термосе изменится незначительно, так как термос хорошо изолирован. В стакане температура воды со временем сравняется с температурой холодильника. 3. Для решения задачи необходимо рассчитать количество теплоты, необходимое для нагревания воды от 10°C до 100°C (температуры кипения). Используем формулу: $Q = mc(T_2 - T_1)$, где $m$ - масса воды, $c$ - удельная теплоёмкость воды (4200 Дж/(кг·°C)), $T_1$ - начальная температура, $T_2$ - конечная температура. $Q = 2.3 \cdot 4200 \cdot (100 - 10) = 2.3 \cdot 4200 \cdot 90 = 869400$ Дж = 869.4 кДж **Ответ: 869.4 кДж** 4. Для решения задачи используем удельную теплоту сгорания керосина, которая примерно равна $46 \cdot 10^6$ Дж/кг. Количество керосина, которое нужно сжечь, можно рассчитать по формуле: $m = Q/q$, где $Q$ - количество теплоты, $q$ - удельная теплота сгорания керосина. $m = 10^7 / (46 \cdot 10^6) \approx 0.217$ кг. **Ответ: ≈ 0.217 кг** 5. Для решения задачи используем уравнение теплового баланса: $m_1c(T_3 - T_1) = m_2c(T_2 - T_3)$, где $m_1$ - масса холодной воды, $T_1$ - начальная температура холодной воды, $m_2$ - масса горячей воды, $T_2$ - начальная температура горячей воды, $T_3$ - конечная температура смеси. Подставляем значения: $5 \cdot (40 - 10) = m_2 \cdot (90 - 40)$. $150 = 50m_2$ $m_2 = 3$ кг. **Ответ: 3 кг** Вариант 7 1. Для нагревания воды потребуется большее количество теплоты, так как удельная теплота плавления льда больше нуля, и сначала нужно затратить энергию на плавление льда, а затем на нагревание воды. 2. Для решения задачи необходимо рассчитать количество теплоты, необходимое для нагревания воды от 20°C до 100°C (температуры кипения). Используем формулу: $Q = mc(T_2 - T_1)$, где $m$ - масса воды, $c$ - удельная теплоёмкость воды (4200 Дж/(кг·°C)), $T_1$ - начальная температура, $T_2$ - конечная температура. Допущение: Объем воды 1,5л примем за массу 1,5 кг. $Q = 1.5 \cdot 4200 \cdot (100 - 20) = 1.5 \cdot 4200 \cdot 80 = 504000$ Дж = 504 кДж **Ответ: 504 кДж** 3. Для решения задачи используем удельную теплоту сгорания древесного угля, которая примерно равна $34 \cdot 10^6$ Дж/кг. Количество выделившейся энергии можно рассчитать по формуле: $Q = mq$, где $m$ - масса угля, $q$ - удельная теплота сгорания угля. $Q = 15 \cdot 34 \cdot 10^6 = 510 \cdot 10^6$ Дж = 510 МДж **Ответ: 510 МДж** 4. В новом чайнике вода быстрее нагреется, так как на старом чайнике может быть накипь, которая ухудшает теплопроводность. 5. Для решения задачи необходимо рассчитать количество теплоты, необходимое для нагревания воды от 25°C до 75°C. Используем формулу: $Q = mc(T_2 - T_1)$, где $m$ - масса воды, $c$ - удельная теплоёмкость воды (4200 Дж/(кг·°C)), $T_1$ - начальная температура, $T_2$ - конечная температура. Допущение: Объем воды 3л примем за массу 3 кг. $Q = 3 \cdot 4200 \cdot (75 - 25) = 3 \cdot 4200 \cdot 50 = 630000$ Дж = 630 кДж Затем нужно рассчитать количество теплоты, необходимое для нагревания алюминиевой кастрюли от 25°C до 75°C. Используем формулу: $Q = mc(T_2 - T_1)$, где $m$ - масса кастрюли, $c$ - удельная теплоёмкость алюминия (900 Дж/(кг·°C)), $T_1$ - начальная температура, $T_2$ - конечная температура. $Q = 0.3 \cdot 900 \cdot (75 - 25) = 0.3 \cdot 900 \cdot 50 = 13500$ Дж = 13.5 кДж Общее количество теплоты: $Q_{общ} = 630 + 13.5 = 643.5$ кДж Для решения задачи используем удельную теплоту сгорания керосина, которая примерно равна $46 \cdot 10^6$ Дж/кг. Количество керосина, которое нужно сжечь, можно рассчитать по формуле: $m = Q/q$, где $Q$ - количество теплоты, $q$ - удельная теплота сгорания керосина. $m = 643500 / (46 \cdot 10^6) \approx 0.014$ кг. **Ответ: ≈ 0.014 кг**