Решение задач по физике в сосуд с водой

Решение задач по физике в сосуд с водой thumbnail

В последнее время мы разбирали решения многих простейших физических задач по разным темам: законы Ньютона, сила трения, свободное падение и т.д. Пришла пора взяться за что-то посложнее. Сегодня решаем задачи по теме «гидростатика».

За полезными лайфхаками и новостями студенческой жизни добро пожаловать на наш телеграм-канал.

Задачи по гидростатике с решениями

Задача №1 на гидростатику

Условие

B кувшине с водой плавает кусок льда. Как изменится уровень воды в сосуде, когда лед растает?

Решение

Решение задач по физике в сосуд с водой

По условию плавания тел:

Решение задач по физике в сосуд с водой

V – объем погруженной в воду части льда. После таяния льда образуется объем воды:

Как видим, объемы совпадают. Это значит, что при таянии льда его объем будет заменен таким же объемом воды.

Ответ: уровень не изменится.

Задача №2 на гидростатику

Условие

Кочан капусты массой 8 кг и объемом 10 л опускают в воду. Какой объем кочана окажется над водой?

Решение

Кочан плавает на поверхности, на него действуют сила Архимеда и сила тяжести:

Здесь V – объем кочана, погруженный в воду. Чтобы узнать объем кочана над водой, нужно из общего объема вычесть погруженный:

В одном кубическом метре – тысяча литров.

Ответ: 2 литра.

Задача №3 на гидростатику

Условие

Каково давление на дне озера глубиной 5 м? Атмосферное давление принять равным 100 кПа.

Решение

Вспоминаем основное уравнение гидростатики и записываем:

Решение задач по физике в сосуд с водой

Ответ: 150 кПа.

Задача №4 на гидростатику

Условие

Вес тела в вакууме 2,6Н, в воде 1,6Н. Плотность воды 1000кг/м3. Определите плотность тела.

Решение

Вес – сила, с которой тело действует на опору. В воде вес меньше, так как на тело действует сила Архимеда, которая стремиться «поднять» его. В вакууме вес тела равен силе тяжести.

Решение задач по физике в сосуд с водой

Ответ: 2600 кг/м3.

Задача №5 на гидростатику

Условие

Гидростатическое давление жидкости увеличилось в 5 раз. Как при этом изменилась высота столба жидкости в сосуде?

Решение

Формула для гидростатического давления:

Так как плотность жидкости и ускорение свободного падения остаются неизменными, можно сделать вывод, что высота столба жидкости увеличилась в пять раз.

Ответ: высота увеличилась в 5 раз.

Кстати! Для наших читателей действует скидка 10% на любой вид работы.

Вопросы по гидростатике

Вопрос 1. Что такое гидростатический парадокс?

Ответ. Гидростатический парадокс – явление, когда вес жидкости в сосуде не совпадает с весовым давлением, которое она оказывает на стенки сосуда. Возникает в сосудах конусообразной формы.

Вопрос 2. Какие есть внесистемные единицы изменения давления:

Ответ. Внесистемные единицы давления:

  • миллиметр ртутного столба;
  • бар;
  • атмосфера.

Вопрос 3. В условиях физических задач часто можно встретить формулировку «нормальные условия». Что этот значить?

Ответ. Это значит, что давление нужно брать равным 101325 Па (или 760 мм рт. ст.), а температуру – 0 градусов Цельсия (или 273 Кельвина).

Вопрос 4. Что такое сообщающиеся сосуды?

Ответ. Сообщающиеся сосуды – это емкости, соединенные между собой. Жидкость может свободно перетекать из одного сосуда в другой. Уровень жидкости с одной плотностью в сообщающихся сосудах всегда одинаков. Простейший пример сообщающихся сосудов: обычный чайник. Если мы нальем в него воду, уровень будет одинаковым как в носике, так и в основном объеме. Если же плотности жидкостей разные, то выше будет уровень той, у которой плотность меньше.

Вопрос 5. Что такое гидравлический пресс?

Ответ. Гидравлический пресс – устройство, в основе действия которого лежит закон Паскаля и принцип сообщающихся сосудов. Пресс состоит из двух соединённых и заполненных маслом цилиндров: узкого и широкого. При нажатии на поршень узкого цилиндра, широкий цилиндр получает во столько раз большее давление, во сколько раз площадь большего поршня больше площади меньшего поршня.

Гидростатика: немного теории

Гидростатика – раздел физики, изучающий равновесие жидкостей.

Равновесие жидкостей – очень важный раздел. Например, если вы выпили много пива, просто необходимо, чтобы оно находилось в равновесии. Но шутки в сторону! Какие фундаментальные понятия нужно знать, чтобы решать задачи по гидростатике?

Давление и плотность

Давление – физическая величина, равная отношению модуля силы, перпендикулярно действующей на поверхность, к площади этой поверхности.

Давление столба жидкости называют гидростатическим, а измеряется оно в Паскалях. Гидростатическое давление столба жидкости высотой h на дно сосуда рассчитывается по формуле:

Греческое «ро» – плотность жидкости. Плотность измеряется в килограммах на кубический метр и равна отношению массы тела к его объему.

Жидкость – изотропная среда. Это значит, что ее свойства одинаковы в любой ее точке.

Закон Паскаля и основное уравнение гидростатики

Давление, оказываемое на жидкость или газ передается в любую точку этой жидкости одинаково и во всех направлениях.

Это и есть закон Паскаля. Согласно ему, давление жидкости зависит только от плотности жидкости и высоты ее столба. На глубине h жидкость оказывает одинаковое давление как на дно, так и на стенки сосуда.

В данном случае р нулевое – давление столба воздуха (атмосферы), которое действует на жидкость.

В своей другой формулировке основное уравнение гидростатики показывает, что гидростатический напор является постоянной величиной для всего объема неподвижной жидкости. Здесь мы не будем останавливаться на этом понятии, так как оно изучается в курсе гидравлики.

Закон Архимеда и условия плавания тел

Закон Архимеда – еще одна важнейшая часть гидростатики. Он гласит:

На тело, погруженное в газ или жидкость действует выталкивающая сила, равная весу жидкости (газа) в объеме погруженной части тела. Эта сила называется силой Архимеда.

Тело плавает, если выталкивающая сила Архимеда больше действующей на него силы тяжести. Это же условие можно переписать, используя понятие плотности: тело будет плавать, если плотность жидкости больше, чем плотность тела.

Подробнее о законе Архимеда и фактах из жизни этого выдающегося античного инженера читайте в нашем отдельном материале.

Читайте также:  Что очищает сосуды от тромб

Нужна помощь в решении задач? Обращайтесь в профессиональный студенческий сервис за качественным и быстрым объяснением.

Источник

Условие задачи:

В сосуд с водой объемом 0,25 л при 20 °C поместили 50 г расплавленного свинца с температурой 400 °C. Какая температура установится в результате теплообмена в сосуде? Удельные теплоёмкости расплава и твердого свинца считать одинаковыми.

Задача №5.2.30 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

Дано:

(V_1=0,25) л, (t_1=20^circ) C, (m_2=50) г, (t_2=400^circ) C, (t-?)

Решение задачи:

В этой задаче нужно обязательно произвести оценку. Давайте для начала определим количество теплоты (Q_1), которое необходимо для нагревания воды массой (m_1) от температуры (t_1) до температуры кипения (t_к) ((t_к=100^circ) C). Это можно сделать по следующей формуле:

[{Q_1} = {c_1}{m_1}left( {{t_к} – {t_1}} right)]

Удельная теплоёмкость воды (c_1) равна 4200 Дж/(кг·°C).

Массу (m_1) представим как произведение плотности воды (rho) (она равна 1000 кг/м3) на объем (V_1), тогда:

[{Q_1} = {c_1}rho {V_1}left( {{t_к} – {t_1}} right)]

Посчитаем численное значение (Q_1) (объем при расчете мы перевели в кубические метры):

[{Q_1} = 4200 cdot 1000 cdot 0,25 cdot {10^{ – 3}} cdot left( {100 – 20} right) = 84000;Дж]

Так как температура расплавленного свинца (t_2) больше температуры его плавления (t_п) ((t_п=327^circ) C), то определим количество теплоты (Q_2), выделяемое при охлаждении расплава свинца от температуры (t_2) до температуры (t_п).

[{Q_2} = {c_2}{m_2}left( {{t_2} – {t_п}} right)]

Удельная теплоёмкость расплава свинца (и твёрдого свинца) (c_2) равна 130 Дж/(кг·°C).

[{Q_2} = 130 cdot 0,05 cdot left( {400 – 327} right) = 474,5;Дж]

Количество теплоты (Q_3), выделяемое при кристаллизации свинца массой (m_2), определим по формуле:

[{Q_3} = lambda {m_2}]

Удельная теплота кристаллизации (плавления) свинца (lambda) равна 25 кДж/кг.

[{Q_3} = 25 cdot {10^3} cdot 0,05 = 1250;Дж]

Количество теплоты (Q_4), выделяемое при охлаждении свинца массой (m_2) от температуры (t_п) до температуры (t_к), равно:

[{Q_4} = {c_2}{m_2}left( {{t_п} – {t_к}} right)]

[{Q_4} = 130 cdot 0,05 cdot left( {327 – 100} right) = 1475,5;Дж]

Видно, что ({Q_1} > {Q_2} + {Q_3} + {Q_4}), значит температура теплового равновесия будет лежать в пределах от (t_1) до (t_к). Запишем уравнение теплового баланса:

[{Q_5} = {Q_2} + {Q_3} + {Q_6}]

Здесь (Q_5) – количество теплоты, необходимое для нагревания воды массой (m_1) от температуры (t_1) до температуры (t); (Q_6) – количество теплоты, выделяемое при охлаждении свинца массой (m_2) от температуры (t_п) до температуры (t). Тогда:

[{c_1}{m_1}left( {t – {t_1}} right) = {c_2}{m_2}left( {{t_2} – {t_п}} right) + lambda {m_2} + {c_2}{m_2}left( {{t_п} – t} right)]

[{c_1}{m_1}left( {t – {t_1}} right) = {c_2}{m_2}left( {{t_2} – t} right) + lambda {m_2}]

Раскроем скобки:

[{c_1}{m_1}t – {c_1}{m_1}{t_1} = {c_2}{m_2}{t_2} – {c_2}{m_2}t + lambda {m_2}]

Все члены с множителем (t) перенесем в левую сторону, вынесем его за скобки, остальные перенесем в правую.

[tleft( {{c_1}{m_1} + {c_2}{m_2}} right) = {c_1}{m_1}{t_1} + {c_2}{m_2}{t_2} + lambda {m_2}]

[t = frac{{{c_1}{m_1}{t_1} + {c_2}{m_2}{t_2} + lambda {m_2}}}{{{c_1}{m_1} + {c_2}{m_2}}}]

Массу (m_1) представим как произведение плотности воды (rho) на объем (V_1), как это уже было сделано выше:

[t = frac{{{c_1}rho {V_1}{t_1} + {c_2}{m_2}{t_2} + lambda {m_2}}}{{{c_1}rho {V_1} + {c_2}{m_2}}}]

Переведём некоторые величины в систему СИ:

[0,25;л = 0,25 cdot {10^{ – 3}};м^3]

[50;г = 0,05;кг]

Численно температура (t) равна:

[t = frac{{4200 cdot 1000 cdot 0,25 cdot {{10}^{ – 3}} cdot 20 + 130 cdot 0,05 cdot 400 + 25 cdot {{10}^3} cdot 0,05}}{{4200 cdot 1000 cdot 0,25 cdot {{10}^{ – 3}} + 130 cdot 0,05}} = 23,5^circ;C = 296,5;К]

Ответ: 296,5 К.

Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.

Источник

Модуль 17

Вариант 1

Решение задач по теме «Закон Архимеда. Условия плавания тел»

Цель модуля. УМЕТЬ решать простейшие и комбинированные задачи по теме «Закон Архимеда. Условия плавания тел»

Учебный материал

Свои способности человек может

узнать, только попытавшись применить их на деле.

Сенека

Проверка домашнего задания. Упражнение 22.

Цель: ПРОВЕРИТЬ правильность выполнения домашнего задания.

1. Однородные шары одинакового объема из парафина, пробки, оргстекла и алюминия опускают в воду. Изобразите положения шаров в воде. У каких из не потонувших шаров глубина погружения в воде больше?

Решение: Определим плотности шаров.

, , ,

Ответ: глубина погружения больше у парафина.

2. Массы кирпича и железного бруска одинаковы. Какое из этих тел легче держать в воздухе? В воде?

Решение: В воздухе, если не учитывать выталкивающую силу воздуха, вес тел одинаковый. Значит, их держать одинаково легко. В воде вес тела становится меньше на значение равное выталкивающей силе, которая равна , ,, , . Значит, объем кирпича больше, чем объем железного бруска. Отсюда можем сделать вывод, что выталкивающая сила, действующая на кирпич, больше. Значит, кирпич легче держать в воде.

Ответ: кирпич легче держать в воде.

3. Определите силу Архимеда, действующую на мальчика, нырнувшего в воду. Объем тела мальчика V=0,03 м3. Коэффициент g=10 Н/кг.

Дано:

V= 0,03 м3

g=10 Н/кг

Fвыт – ?

Решение:

Н

Ответ: Fвыт = 300 Н.

4. На гайку, погруженную в керосин, действует выталкивающая сила F= 16 мН. Определите объем гайки.

Дано:

F = 16 мH =

=16∙10-3 Н

Vг – ?

Решение: , , ,

Ответ: Vг =2 см3.

5. На сколько легче поднимать в воде. Чем в воздухе гранитную плиту объемом V=12. (Архимедовой силой, создаваемой воздухом можно пренебречь.)

Дано:

V=12 дм3 = = 0,012 м3

FA – ?

Решение:

Легче поднимать в воде на силу равную силе Архимеда. , .

Ответ: FA =0,12 кН.

6. Динамометр с висящим телом в воздухе показывает F1=2 Н, а в воде при полном погружении тела – F2=1,6 Н. Определите объем тела и плотность вещества.

Дано:

F1=2 Н

F2=1,6 Н

VТ – ?

– ?

Решение: ; , , . ; отсюда выразим массу: , ; ; отсюда выразим плотность тела: ,

Ответ: VТ = 40 cм3,

7. На наполненный гелием шар объемом V=6 дм3 действует в воздухе выталкивающая сила F= 72 мН. Определите плотность воздуха.

Дано:

V = 6дм3 = 6∙10-3м3

FА= 72 мН= 72∙10-3 Н

ρвозд. – ?

Решение:

; ,

Ответ: .

8. Пенопластовый буй объемом V=4 дм3 удерживается леской так, что ровно половина его погружена в воду. Какие силы действуют на буй? Определите значение каждой из них. Плотность пенопласта ρпенопл.=200 кг/м3.

Дано:

V=4 дм3

ρпенопл.=200 кг/м3

ρв= 1000 кг/м3

Vводы= V/2

FA- ?

FT- ?

F- ?

Решение:

,

, ,

,

Ответ:. , , .

9. Сосуд с водой установлен на столике динамометра, который показывает силу F=6 Н. Какими станут показания динамометра, если алюминиевый груз объемом V=14 см3 опустить в воду сначала так, чтобы он не касался дна, а затем так, чтобы он лёг на дно сосуда при опущенной нитке?

Дано:

V=14 см3=

=14∙10-6м

ρв= 1000

ρал= 2700

F = 6 H

F1- ?

F2- ?

Решение:

1. При опускании груза на дно стакана весы динамометра покажут действие на него двух сил: веса воды и веса груза.

;

2. При опускании груза, не допуская соприкосновения с дном, на него будет действовать выталкивающая сила, и показания динамометра вычислим

по формуле: ;

Ответ:. , .

10. Определите плотность вещества тела, частично погруженного в воду, если под водой находится одна треть его объема.

Дано:

V = 3Vж

ρв= 1000 кг/м3

h=3h1

ρвещ – ?

Решение:

; ;; ; ;

;

кг/м3

Ответ: кг/м3.

11. При полном погружении в воду алюминиевой детали массой m=405 г с воздушной полостью внутри действует выталкивающая сила F=2 H. Определите объем полости.

Дано:

m = 405 г

FА= 2 Н

Vполости – ?

Решение: . Отсюда определим объем воды: ; .

. Отсюда определим объем тела: ; . Объем полости будет равен разности между объемом воды и объемом алюминия: ;

=50см3

Ответ: Vполости = 50 см3.

Читайте также:  Как и чем чистить сосуды организма

Самостоятельная работа. Решение несложных качественных и расчетных задач.

Цель: УМЕТЬ применять формулу для вычисления архимедовой силы и производные от неё. ЗНАТЬ условия плавания тел.

1. К одинаковым пружинам подвешены тела из меди, стали, цинка равной массы. Пружина с каким телом сократится больше, если тела полностью погрузить в воду?

а. Решение задач по физике в сосуд с водойПружина с телом из меди.

б. Пружина с телом из цинка.

в. Пружина с телом из стали.

г. Все пружины сократятся одинаково.

2. Сравните выталкивающие силы, действующие на шары одинаковой массы, погруженные в жидкость.

а. На все шары действуют одинаковые выталкиваю­щие силы.

б. Большая сила действует на шар А.

в. Большая сила действует на шар Б.

г. Большая сил а действует на шар В.

Стальная деталь массой 4,68 кг погружена в машинное масло.

3. Каков объем вытесненной жидкости?

а. 600 см3. б. 60 см3. в. 6 см3. г. 0,6 см3.

4. Вычислите архимедову силу, действующую на эту деталь.

а. 5,4 Н. б. 0,54 Н. в. 6 Н. г. 4,68 Н.

5. Какую силу нужно приложить, чтобы поднять ее в жидкости?

а. 4,68 Н.

б. 46,8 Н.

в. 41,4 Н.

г. 36,8 Н.

Решение задач

Цель: РЕШАТЬ задачи на вычисление архимедовой силы, а так же задачи с применением знаний о условиях плавания тел.

Задача 1. Однородные шары одинакового объема из полиэтилена, сухого дуба, сухой сосны и бетона опускают в воду. Изобразите положения шаров в воде. У каких из не потонувших шаров глубина погружения в воде больше?

Задача 2. Массы кирпича и куска льда одинаковы. Какое из этих тел легче держать в воздухе? В воде?

Задача 3. Определите силу Архимеда, действующую на человека, нырнувшего в воду. Объем тела человека V=0,06 м3. Коэффициент g=10 Н/кг.

Задача 4. На болт, погруженный в машинное масло, действует выталкивающая сила F= 18 мН. Определите объем болта.

Задача 5. На сколько легче поднимать в воде, чем в воздухе железную плиту объемом V=20. (Архимедовой силой, создаваемой воздухом можно пренебречь.)

Задача 6. Вычислите выталкивающую силу, действующую на гранитную глыбу, которая при полном погружении в воду вытесняет её некоторую часть. Объем вытесненной воды равен 0,8 м3.

Задача 7*. Стальной брусок, вес которого 15,6 Н, погрузили в воду. Определите значение и направление силы натяжения пружины.

Выходной контроль

Цель: ПРОВЕРИТЬ усвоение учебных элементов.

1. На рисунке показаны одинаковые тела, находящиеся в сосудах с разными жидкостями. В каком сосуде плотность жидкости наибольшая?

а) А; в) В;

б) Б; г) Г.

2. В воду погружены бруски одинакового объема. У кого из них меньше плотность?

а) У всех брусков одинаковая плотность;

б) А; в)Б; г)В.

3. Не меньше какой длины нужно иметь верёвку, чтобы с плавающей льдины толщиной 2 м зачерпнуть ведро воды?

а) 0,2 м; б) 2 м; в) 1 м; г) 0,5 м.

Подведение итогов

Цель: ЗАПОЛНИТЬ лист контроля; ОЦЕНИТЬ знания.

ЛИСТ КОНТРОЛЯ

Учебный элемент

Ответ

Баллы

Результат

Самостоятельная работа

1. б

2. г

3. а

4. а

5. в

2

2

3

3

3

Поставьте себе итоговую оценку:

35-46 баллов – «отлично»;

23-34 баллов – «хорошо»;

11 -22 баллов – «зачет»;

≤ 10 баллов – «незачет».

Сдайте лист контроля учителю.

ОЦЕНКА ↓

Решение задач

1. Наибольшая глубина погружения у шара из полиэтилена

2. В воздухе кирпич и лед имеют одинаковый вес. В воде легче держать лед.

3. 600 Н

4. 2 см3

5. 0,2 кН

6. 8 кН

7. 13,6 Н. Направлена вертикально вверх.

2

2

3

4

4

4

8

Выходной

контроль

1. б

2. в

3. а

2

2

2

Итого:

46

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ: повторить §§36-37, задачи:

Читайте также:  Подготовка к исследованию сосудов почки

«незачет»

«зачет»

«хорошо»

«отлично»

№ 1-2

№ 3

№ 4, 5

№ 6, 7

1. Однородные шары одинакового объема из полиэтилена, сухой сосны, фарфора, мрамора и цинка опускают в воду. Изобразите положения шаров в воде. У каких из не потонувших шаров глубина погружения в воде больше?

2. Массы кирпича и сухого дуба одинаковы. Какое из этих тел легче держать в воздухе? В воде?

3. Определите силу Архимеда, действующую на человека, нырнувшего в воду. Объем тела человека V=0,08 м3. Коэффициент g=10 Н/кг.

4. На болт, погруженный в серную кислоту, действует выталкивающая сила F= 18 мН. Определите объем болта.

5. На сколько легче поднимать в воде, чем в воздухе плиту из олова объемом V=20. (Архимедовой силой, создаваемой воздухом можно пренебречь.)

6. Железобетонная плита размером 3,5×1,5×0,2 м полностью погружена в воду. Вычислите архимедову силу, действующую на плиту.

7*. Известно, что масса мраморной плиты равна 40,5 кг. Какую силу надо приложить, чтобы удержать эту плиту в воде?

Воспитанные люди уважают человеческую личность,

а потому всегда снисходительны, мягки, вежливы, уступчивы.

Антон Павлович Чехов

Рефлексия. Дайте эмоциональную оценку своей деятельности на уроке.

Источник

Задачи на количество теплоты с решениями

Формулы, используемые на уроках «Задачи на количество теплоты,

удельную теплоемкость».

1 г = 0,001 кг; 1 т = 1000 кг; 1 кДж = 1000 Дж; 1 МДж = 1000000 Дж

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

Задача № 1. В железный котёл массой 5 кг налита вода массой 10 кг. Какое количество теплоты нужно передать котлу с водой для изменения их температуры от 10 до 100 °С?

При решении задачи нужно учесть, что оба тела – и котёл, и вода – будут нагреваться вместе. Между ними происходит теплообмен. Их температуры можно считать одинаковыми, т. е. температура котла и воды изменяется на 100 °С – 10 °С = 90 °С. Но количества теплоты, полученные котлом и водой, не будут одинаковыми. Ведь их массы и удельные теплоёмкости различны.

Решение задач по физике в сосуд с водой

Задача № 2. Смешали воду массой 0,8 кг, имеющую температуру 25 °С, и воду при температуре 100 °С массой 0,2 кг. Температуру полученной смеси измерили, и она оказалась равной 40 °С. Вычислите, какое количество теплоты отдала горячая вода при остывании и получила холодная вода при нагревании. Сравните эти количества теплоты.

Решение задач по физике в сосуд с водой

Задача № 3. Стальная деталь массой 3 кг нагрелась от 25 до 45 °С. Какое количество теплоты было израсходовано?

Решение задач по физике в сосуд с водой

Задача № 4. В сосуде содержится 3 л воды при температуре 20 °С. Сколько воды при температуре 45 °С надо добавить в сосуд, чтобы в нём установилась температура 30 °С? Необходимый свободный объём в сосуде имеется. Теплообменом с окружающей средой пренебречь

Решение задач по физике в сосуд с водой

Задача № 5. На сколько градусов изменилась температура чугунной детали массой 12 кг, если при остывании она отдала 648000 Дж теплоты?

Решение задач по физике в сосуд с водой

Задача № 6. По графику определите удельную теплоёмкость образца, если его масса 50 г.

Решение задач по физике в сосуд с водой

Решение задач по физике в сосуд с водой

Задача № 7. Для нагревания медного бруска массой 3 кг от 20 до 30 °С потребовалось 12000 Дж теплоты. Какова удельная теплоемкость меди?

Решение задач по физике в сосуд с водой

Задача № 8. Нагретый камень массой 5 кг, охлаждаясь в воде на 1 °С, передает ей 2,1 кДж энергии. Чему равна удельная теплоемкость камня?

Решение задач по физике в сосуд с водой

Задача № 9. Какое количество теплоты потребуется для нагревания на 1 °С воды объемом 0,5 л; олова массой 500 г; серебра объемом 2 см3; стали объемом 0,5 м3; латуни массой 0,2 т?

Решение задач по физике в сосуд с водой

Задача № 10. Какое количество теплоты получили алюминиевая кастрюля массой 200 г и находящаяся в ней вода объемом 1,5 л при нагревании от 20 °С до кипения при температуре 100 °С?

Решение задач по физике в сосуд с водой

Задача № 11. а) Воздух, заполняющий объем 0,5 л в цилиндре с легким поршнем, нагрели от 0 до 30 °С при постоянном атмосферном давлении. Какое количество теплоты получил воздух?

б) В порожнем закрытом металлическом баке вместимостью 60 м3 под действием солнечного излучения воздух нагрелся от 0 до 20 °С. Как и на сколько изменилась внутренняя энергия воздуха в баке? (Удельная теплоемкость воздуха при постоянном объеме равна 720 Дж/кг-°С.)

Решение задач по физике в сосуд с водой

Задача № 12. ОГЭ Металлический цилиндр массой m = 60 г нагрели в кипятке до температуры t = 100 °С и опустили в воду, масса которой mв = 300 г, а температура tв = 24 °С. Температура воды и цилиндра стала равной Θ = 27 °С. Найти удельную теплоёмкость металла, из которого изготовлен цилиндр. Удельная теплоёмкость воды св = 4200 Дж/(кг К).

Решение задач по физике в сосуд с водой

Задача № 13. В теплоизолированном сосуде сначала смешивают три порции воды 100 г, 200 г и 300 г с начальными температурами 20 °C, 70 °C и 50 °C соответственно. После установления теплового равновесия в сосуд добавляют новую порцию воды массой 400 г при температуре 20 °C. Определите конечную температуру в сосуде. Ответ дайте в °C, округлив до целого числа. Теплоёмкостью калориметра пренебрегите.

Решение.

Решение задач по физике в сосуд с водой

Ответ: 39 °С.

Задача № 14. (повышенной сложности) Стальной шарик радиусом 5 см, нагретый до температуры 500 ˚С, положили на лед, температура которого 0 ˚С. На какую глубину погрузится шарик в лед? (Считать, что шарик погрузился в лед полностью. Теплопроводностью шарика и нагреванием воды пренебречь.)

Дано: R = 0,05 м; t1 = 500 ˚С; t2 = 0 ˚С;

ρ1 (плотность стали) = 7800 кг/м3.;

ρ2 (плотность льда) = 900 кг/м3.

c (удельная теплоемкость стали) = 460 Дж/кг •˚С,

λ (удельная теплота плавления льда) = 3,3 • 105 Дж/кг,

Найти: h – ?

Решение задач по физике в сосуд с водой

Краткая теория для решения Задачи на количество теплоты.

Задачи на количество теплоты

Конспект урока «Задачи на количество теплоты».

Посмотреть конспект урока по теме «Количество теплоты. Удельная теплоемкость»

Следующая тема: «ЗАДАЧИ на сгорание топлива с решениями».

Источник