6) Короткое расчётное задание. Ответьте на вопросы: 1) Воду массой 0,5 кг нагрели от 10 °C до 50 °C. Какое количество теплоты получила вода? Удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг·°C). 2) Медный брусок (c = 400 Дж/(кг·°C)) массой 0,3 кг отдал 7200 Дж при охлаждении. На сколько градусов понизилась его температура? 3) Два тела массой по 1 кг — алюминиевое (c = 920 Дж/(кг·°C)) и медное (c = 400 Дж/(кг·°C)) — получили по 18 400 Дж теплоты. На сколько градусов нагрелось каждое тело? 4) Кусок свинца (c = 140 Дж/(кг·°C)) массой 1 кг нагрели от 20 °C до 100 °C, а затем охладили до 50 °C. Сколько энергии получил свинец при нагревании и сколько отдал при охлаждении?

Количество теплоты вычислим по формуле \(Q=cm\Delta t\).

Изменение температуры: \(\Delta t=50-10=40\) °C.

\(Q=4200\cdot0.5\cdot40=84000\) Дж.

Ответ: 84 000 Дж.

При охлаждении количество отданной теплоты: \(Q=cm\Delta t\).

\(\Delta t=\dfrac{Q}{cm}=\dfrac{7200}{400\cdot0.3}=60\) °C.

Ответ: температура понизилась на 60 °C.

Для алюминиевого тела:

\(\Delta t_{\text{ал}}=\dfrac{Q}{c_{\text{ал}}m}=\dfrac{18400}{920\cdot1}=20\) °C.

Для медного тела:

\(\Delta t_{\text{мед}}=\dfrac{Q}{c_{\text{мед}}m}=\dfrac{18400}{400\cdot1}=46\) °C.

Ответ: алюминиевое тело нагрелось на 20 °C, медное — на 46 °C.

При нагревании от 20 °C до 100 °C:

\(\Delta t_1=100-20=80\) °C.

\(Q_1=cm\Delta t_1=140\cdot1\cdot80=11200\) Дж.

При охлаждении от 100 °C до 50 °C:

\(\Delta t_2=100-50=50\) °C.

\(Q_2=cm\Delta t_2=140\cdot1\cdot50=7000\) Дж.

Ответ: при нагревании свинец получил 11 200 Дж, при охлаждении отдал 7 000 Дж.