Ответь на вопросы по контрольной работе № 3 «Количество теплоты» Вариант 7

1. Для нагревания воды потребуется больше теплоты, потому что удельная теплоемкость воды больше, чем удельная теплоемкость льда. Это значит, что для повышения температуры воды на один градус нужно больше энергии, чем для повышения температуры льда на тот же градус. 2. Давай посчитаем, какое количество теплоты потребуется. Сначала найдем количество теплоты, необходимое для нагрева алюминиевого котелка, а затем – для нагрева воды. Общая формула для расчета количества теплоты: $Q = mcΔT$, где: - $Q$ – количество теплоты, - $m$ – масса, - $c$ – удельная теплоемкость, - $ΔT$ – изменение температуры. Для алюминиевого котелка: - $m_{ал} = 200 \ г = 0.2 \ кг$ - $c_{ал} = 900 \ Дж/(кг·°C)$ (удельная теплоемкость алюминия) - $ΔT = 100°C - 20°C = 80°C$ $$Q_{ал} = m_{ал} \cdot c_{ал} \cdot ΔT = 0.2 \cdot 900 \cdot 80 = 14400 \ Дж$$ Для воды: - $m_{воды} = 1.5 \ л = 1.5 \ кг$ (так как плотность воды примерно 1 кг/л) - $c_{воды} = 4200 \ Дж/(кг·°C)$ (удельная теплоемкость воды) - $ΔT = 100°C - 20°C = 80°C$ $$Q_{воды} = m_{воды} \cdot c_{воды} \cdot ΔT = 1.5 \cdot 4200 \cdot 80 = 504000 \ Дж$$ Общее количество теплоты: $$Q_{общ} = Q_{ал} + Q_{воды} = 14400 + 504000 = 518400 \ Дж$$ **Ответ:** Потребуется 518400 Дж (или 518,4 кДж) теплоты. 3. Чтобы найти, сколько энергии выделится при сгорании 15 кг древесного угля, нужно знать удельную теплоту сгорания древесного угля. Предположим, что удельная теплота сгорания древесного угля $q = 3 \cdot 10^7 \ Дж/кг$ (это примерное значение). Тогда: $$Q = q \cdot m = 3 \cdot 10^7 \cdot 15 = 4.5 \cdot 10^8 \ Дж$$ **Ответ:** Выделится $4.5 \cdot 10^8$ Дж (450 МДж) энергии. 4. В новом чайнике вода нагреется быстрее, потому что у него меньше накипи. Накипь обладает плохой теплопроводностью, поэтому она замедляет нагрев воды. 5. Давай рассчитаем количество керосина. Сначала найдем количество теплоты, необходимое для нагрева воды и алюминиевой кастрюли. Для воды: - $m_{воды} = 3 \ л = 3 \ кг$ - $c_{воды} = 4200 \ Дж/(кг·°C)$ - $ΔT = 75°C - 25°C = 50°C$ $$Q_{воды} = m_{воды} \cdot c_{воды} \cdot ΔT = 3 \cdot 4200 \cdot 50 = 630000 \ Дж$$ Для алюминиевой кастрюли: - $m_{ал} = 300 \ г = 0.3 \ кг$ - $c_{ал} = 900 \ Дж/(кг·°C)$ - $ΔT = 75°C - 25°C = 50°C$ $$Q_{ал} = m_{ал} \cdot c_{ал} \cdot ΔT = 0.3 \cdot 900 \cdot 50 = 13500 \ Дж$$ Общее количество теплоты: $$Q_{общ} = Q_{воды} + Q_{ал} = 630000 + 13500 = 643500 \ Дж$$ Удельная теплота сгорания керосина примерно $q_{кер} = 4.6 \cdot 10^7 \ Дж/кг$. Масса керосина, необходимая для нагрева: $$m_{кер} = \frac{Q_{общ}}{q_{кер}} = \frac{643500}{4.6 \cdot 10^7} ≈ 0.01399 \ кг$$ **Ответ:** Потребуется примерно 0.014 кг керосина.