ВАРИАНТ № 8-1-4. Часть А. 1. Стальная деталь массой 20 кг при обработке на станке нагрелась на 50 °C. Сколько тепла получила деталь? 2. Какое количество теплоты выделилось при охлаждении чугунной болванки массой 32 кг, если ее температура изменилась от 1115 до 15 °C? 3. Сколько теплоты получила кирпичная печь массой 0,35 тонн, нагреваясь от 25 до 75 °C? Часть Б. 4. На сколько градусов изменится температура воды в стакане, если ей сообщить количество теплоты, равное 10 Дж? Масса воды 200 г. 5. При сгорании 3 г пороха получается 11400 Дж теплоты. Определите удельную теплоту сгорания пороха. 6. При охлаждении медного паяльника до 20 °C выделилось 30400 Дж энергии. До какой температуры был нагрет паяльник, если его масса 200 г? Часть В. 7. Сколько надо сжечь спирта, чтобы нагреть 300 г воды от 20 до 100 °C, если считать, что на нагревание пошло 30% всего тепла, отданного спиртовкой? 8. В железном котелке массой 800 г нагревается 5 л воды от 10 до 100 °C. Какое количество теплоты необходимо для этого? 9. Какое количество воды можно вскипятить, сжигая 0,5 кг дров, если начальная температура воды 10 °C, а на нагревание ее пошла вся теплота сгорания дров?

Используем табличные значения: сталь — 500 Дж/(кг·°C), чугун — 540 Дж/(кг·°C), кирпич — 880 Дж/(кг·°C), вода — 4200 Дж/(кг·°C), медь — 400 Дж/(кг·°C), железо — 460 Дж/(кг·°C). Для спирта примем теплоту сгорания 2,7·10⁷ Дж/кг, для дров — 1,0·10⁷ Дж/кг.

1. Q = cmΔt = 500 · 20 · 50 = 500 000 Дж = 500 кДж.
2. Δt = 1115 − 15 = 1100 °C. Q = 540 · 32 · 1100 = 19 008 000 Дж ≈ 19,0 МДж.
3. 0,35 т = 350 кг; Δt = 75 − 25 = 50 °C. Q = 880 · 350 · 50 = 15 400 000 Дж = 15,4 МДж.
4. Δt = Q/(cm) = 10/(4200 · 0,2) ≈ 0,012 °C.
5. 3 г = 0,003 кг. Удельная теплота сгорания: q = Q/m = 11 400/0,003 = 3 800 000 Дж/кг = 3,8 МДж/кг.
6. 200 г = 0,2 кг. Δt = Q/(cm) = 30 400/(400 · 0,2) = 380 °C. Начальная температура: 20 + 380 = 400 °C.
7. Воду нужно нагреть на 80 °C. Qводы = 4200 · 0,3 · 80 = 100 800 Дж. Это 30% теплоты сгорания, поэтому m = 100 800/(0,3 · 2,7·10⁷) ≈ 0,0124 кг = 12,4 г спирта.
8. Нагреваются и вода, и котелок. Q = (cводы mводы + cжелеза mжелеза)Δt = (4200 · 5 + 460 · 0,8) · (100 − 10) = 1 923 120 Дж ≈ 1,92 МДж.
9. Теплота сгорания дров: Q = 1,0·10⁷ · 0,5 = 5,0·10⁶ Дж. Для нагрева воды на 100 − 10 = 90 °C масса воды m = Q/(cΔt) = 5,0·10⁶/(4200 · 90) ≈ 13,23 кг. Следовательно, можно вскипятить примерно 13,2 кг воды.