ПІДБИВАЄМО ПІДСУМКИ 1 - Засєкіна

• Назад до змісту

1. Укажи агрегатний стан речовини, у якому структурні частинки здійснюють коливання на одному місці.

В. У твердому стані речовини її структурні частинки, такі як атоми або молекули, утримуються в фіксованих положеннях і можуть лише коливатися навколо них.

2. Обери рядок, у якому наведено приклад вимушеної дифузії.

Б. Розмішування цукру у склянці з чаєм є прикладом вимушеної дифузії, оскільки механічне перемішування прискорює процес розчинення.

3. На малюнку показано напрям обміну теплотою між тілами. Укажи номер тіла з найнижчою температурою.

Тіло з найнижчою температурою має номер 1, оскільки теплота передається до нього від усіх з якими воно контактує.

4. Початкова температура води в посудинах була однаковою. Обери правильне співвідношення між масами води в посудинах, якщо їх поставили на один і той же нагрівник й через деякий час виміряли температуру води.

В. $m_1 < m_2 < m_3$

Оскільки всі посудини отримували однакову кількість теплоти, вода найменшої маси нагрілася найсильніше, а вода найбільшої маси — найменше. На термометрах бачимо, що температура $T_1 > T_2 > T_3$, отже, маси співвідносяться як $m_1 < m_2 < m_3$.

5. Для нагрівання 2 кг води (с= 4200 Дж/(кг·°С)) від 20 до 70 °С витрачають кількість теплоти…

Г. 420 кДж

Кількість теплоти розраховується за формулою $Q = c \cdot m \cdot (t_2 - t_1)$. Підставивши значення, отримуємо: $Q = 4200 \dfrac{Дж}{кг \cdot °С} \cdot 2 кг \cdot (70°С - 20°С) = 4200 \cdot 2 \cdot 50 = 420000$ Дж, що дорівнює 420 кДж.

6. Які об’єми холодної і гарячої води треба взяти, щоб у ванні, місткість якої 200 л, встановилася температура 40 °С? Змішували холодну воду температури 10 °С з гарячою температури 60 °С.

Треба взяти 80 л холодної води і 120 л гарячої.

Рівняння теплового балансу має вигляд

Позначивши об’єм холодної води як $V_х$, а гарячої як $(200 - V_х)$, отримуємо:

$(200 - V_х) \cdot (60-40) = V_х \cdot (40-10)$, звідки

$V_х = 80$ л, а об’єм гарячої води — 120 л.

7. Експериментально досліджувалась зміна температури 0,5 кг рідини внаслідок її нагрівання. За отриманим графіком визнач питому теплоємність цієї рідини.

Питома теплоємність рідини становить 2000 Дж/(кг·°С).

З графіка видно, що для нагрівання рідини на $\Delta t = 30°С - 10°С = 20°С$ було витрачено кількість теплоти $Q = 30 кДж - 10 кДж = 20$ кДж.

Питома теплоємність

8. В алюмінієвий калориметр, у якому міститься холодна вода, вливають гарячу воду. Використовуючи графіки зміни температури води під час теплообміну, визнач масу калориметра.

Для розв’язання задачі скористаємося рівнянням теплового балансу, згідно з яким кількість теплоти, віддана гарячою водою, дорівнює кількості теплоти, отриманій холодною водою та калориметром.

Проаналізуємо нижній графік, де показано процеси теплообміну:

Гаряча вода (лінія, що спадає) охолоджується від початкової температури 100 °C до кінцевої температури 10 °C. При цьому вона віддає кількість теплоти $Q_{гарячої води} = 3$ кДж. Холодна вода (лінія, що зростає) нагрівається від початкової температури 0 °C до тієї ж кінцевої температури 10 °C. При цьому вона отримує кількість теплоти $Q_{холодної води} = 2$ кДж.

З рівняння теплового балансу знаходимо кількість теплоти, яку отримав калориметр:

Кількість теплоти для нагрівання тіла визначається за формулою

$Q = c \cdot m \cdot \Delta t$.

Звідси можна виразити масу:

Калориметр нагрівався разом з холодною водою, тому зміна його температури така сама:

Питома теплоємність алюмінію $c_{ал}$ становить 920 Дж/(кг·°C), що дорівнює 0,92 кДж/(кг·°C).

Тепер розрахуємо масу калориметра:

Відповідь: маса калориметра становить приблизно 109 г.