Вариант 1 1.Какое количество теплоты потребуется для нагревания стальной детали массой 200 г от 35 °С до 1235 °C? 2. Какое количество теплоты потребуется, чтобы в медном чайнике массой 700граммов вскипятить 2 кг воды? Начальная температура воды 20 °С. 3.Сколько энергии выделится при охлаждении куска алюминия массой 0,6 кг от 272 °С до 22 °С?

Это задачи по физике на расчет количества теплоты. Рассмотрим каждую из них:

1. 1. Какое количество теплоты потребуется для нагревания стальной детали массой 200 г от 35 °С до 1235 °C?

   Дано:

   • Масса стальной детали: $$m = 200 г = 0,2 кг$$
   • Начальная температура: $$t_1 = 35 ^circ ext{C}$$
   • Конечная температура: $$t_2 = 1235 ^circ ext{C}$$
   • Удельная теплоемкость стали: $$c = 500 rac{ ext{Дж}}{ ext{кг}cdot^circ ext{C}}$$ (из справочника)

   Найти: $$Q$$

   Решение:

   Количество теплоты, необходимое для нагревания, рассчитывается по формуле: $$Q = mc(t_2 - t_1)$$. Подставим значения:

   $$Q = 0,2 ext{кг} cdot 500 rac{ ext{Дж}}{ ext{кг}cdot^circ ext{C}} cdot (1235 ^circ ext{C} - 35 ^circ ext{C})$$ $$Q = 0,2 ext{кг} cdot 500 rac{ ext{Дж}}{ ext{кг}cdot^circ ext{C}} cdot 1200 ^circ ext{C}$$ $$Q = 100 ext{Дж/}^circ ext{C} cdot 1200 ^circ ext{C}$$ $$Q = 120000 ext{Дж} = 120 ext{кДж}$$

   Ответ: Для нагревания стальной детали потребуется $$120 ext{кДж}$$ теплоты.

2. 2. Какое количество теплоты потребуется, чтобы в медном чайнике массой 700 граммов вскипятить 2 кг воды? Начальная температура воды 20 °С.

   Дано:

   • Масса медного чайника: $$m_ч = 700 г = 0,7 кг$$
   • Масса воды: $$m_в = 2 кг$$
   • Начальная температура воды: $$t_1 = 20 ^circ ext{C}$$
   • Конечная температура воды (кипение): $$t_2 = 100 ^circ ext{C}$$
   • Удельная теплоемкость меди: $$c_ч = 380 rac{ ext{Дж}}{ ext{кг}cdot^circ ext{C}}$$ (из справочника)
   • Удельная теплоемкость воды: $$c_в = 4200 rac{ ext{Дж}}{ ext{кг}cdot^circ ext{C}}$$ (из справочника)

   Найти: $$Q$$

   Решение:

   Общее количество теплоты будет состоять из количества теплоты, необходимого для нагревания чайника, и количества теплоты, необходимого для нагревания воды: $$Q = Q_ч + Q_в$$

   Количество теплоты для нагревания чайника: $$Q_ч = m_ч cdot c_ч cdot (t_2 - t_1)$$ $$Q_ч = 0,7 ext{кг} cdot 380 rac{ ext{Дж}}{ ext{кг}cdot^circ ext{C}} cdot (100 ^circ ext{C} - 20 ^circ ext{C})$$ $$Q_ч = 0,7 ext{кг} cdot 380 rac{ ext{Дж}}{ ext{кг}cdot^circ ext{C}} cdot 80 ^circ ext{C} = 21280 ext{Дж}$$

   Количество теплоты для нагревания воды: $$Q_в = m_в cdot c_в cdot (t_2 - t_1)$$ $$Q_в = 2 ext{кг} cdot 4200 rac{ ext{Дж}}{ ext{кг}cdot^circ ext{C}} cdot (100 ^circ ext{C} - 20 ^circ ext{C})$$ $$Q_в = 2 ext{кг} cdot 4200 rac{ ext{Дж}}{ ext{кг}cdot^circ ext{C}} cdot 80 ^circ ext{C} = 672000 ext{Дж}$$

   Общее количество теплоты: $$Q = 21280 ext{Дж} + 672000 ext{Дж} = 693280 ext{Дж} = 693,28 ext{кДж}$$

   Ответ: Для нагревания чайника и воды потребуется $$693,28 ext{кДж}$$ теплоты.

3. 3. Сколько энергии выделится при охлаждении куска алюминия массой 0,6 кг от 272 °С до 22 °С?

   Дано:

   • Масса алюминия: $$m = 0,6 ext{кг}$$
   • Начальная температура: $$t_1 = 272 ^circ ext{C}$$
   • Конечная температура: $$t_2 = 22 ^circ ext{C}$$
   • Удельная теплоемкость алюминия: $$c = 920 rac{ ext{Дж}}{ ext{кг}cdot^circ ext{C}}$$ (из справочника)

   Найти: $$Q$$

   Решение:

   Количество теплоты, выделившееся при охлаждении, рассчитывается по формуле: $$Q = mc(t_1 - t_2)$$. Подставим значения:

   $$Q = 0,6 ext{кг} cdot 920 rac{ ext{Дж}}{ ext{кг}cdot^circ ext{C}} cdot (272 ^circ ext{C} - 22 ^circ ext{C})$$ $$Q = 0,6 ext{кг} cdot 920 rac{ ext{Дж}}{ ext{кг}cdot^circ ext{C}} cdot 250 ^circ ext{C}$$ $$Q = 552 ext{Дж/}^circ ext{C} cdot 250 ^circ ext{C}$$ $$Q = 138000 ext{Дж} = 138 ext{кДж}$$

   Ответ: При охлаждении куска алюминия выделится $$138 ext{кДж}$$ энергии.