Вариант 5. 1. Бруски, изготовленные из меди, стали и алюминия, массами 1 кг каждый, охлаждают на 1 °C. На сколько джоулей и как меняется внутренняя энергия каждого бруска? 2. При охлаждении до 25 °C куска меди массой 100 г выделилось количество теплоты 15·10³ Дж. До какой температуры был нагрет кусок меди? 3. Сколько килограммов каменного угля нужно сжечь, чтобы получить столько же энергии, сколько ее выделяется при сгорании 4 кг бензина?

1. При охлаждении внутренняя энергия уменьшается на Q = cmΔt. Для m = 1 кг и Δt = 1 °C используем табличные значения: c_меди = 400, c_стали = 500, c_{алюминия} = 920 Дж/(кг·°C).

Медь: ΔU = −400 Дж; сталь: ΔU = −500 Дж; алюминий: ΔU = −920 Дж. Знак минус показывает уменьшение внутренней энергии.

2. Дано: Q = 15·10³ Дж, m = 100 г = 0,1 кг, t_кон = 25 °C, c_меди = 400 Дж/(кг·°C).

Падение температуры: Δt = Q/(cm) = 15 000/(400·0,1) = 375 °C. Следовательно, начальная температура t_нач = 25 + 375 = 400 °C.

3. Используем q_{бензина} = 4,6·10⁷ Дж/кг и q_угля = 2,7·10⁷ Дж/кг.

Энергия от 4 кг бензина: Q = 4,6·10⁷ · 4 = 1,84·10⁸ Дж. Масса угля: m = Q/q = 1,84·10⁸/(2,7·10⁷) ≈ 6,81 кг.

Ответ: 1) внутренняя энергия уменьшается на 400 Дж (медь), 500 Дж (сталь) и 920 Дж (алюминий); 2) 400 °C; 3) примерно 6,8 кг угля.