1. Будет ли таять лед, если его внести в помещение с температурой 0 0С?
2. Какое количество энергии выделится при конденсации 200 г водяного пара при 100 0С?
3. Какое количество энергии необходимо для плавления 200 г свинца, взятого при 27 0С?
4. Нагретая железная деталь массой 3,4 кг ставится на поверхность льда, имеющего температуру 0 0С. После охлаждения детали до 0 0С под ней расплавилось 460 г льда. Какова была температура нагретой детали? Рассеянием тепла в окружающую среду пренебречь.
5. Какое расстояние проедет автомобиль с двигателем мощностью 100 кВт и КПД 25% на 26 кг бензина со скоростью 20 м/с?
6. На сколько градусов нагревается стальная заготовка массой 1,6 кг от удара молота массой 100 кг, падающего с высоты 4,6 м, если заготовка поглощает 80% энергии, выделяющейся при ударе?
Физика9 классТепловые процессы и механикалёдтемператураЭнергияконденсацияплавлениесвинецнагревохлаждениеавтомобильмощностьКПДбензинскоростьударзаготовкаэнергия удара
Давайте по порядку разберем каждый из ваших вопросов.
1. Будет ли таять лед, если его внести в помещение с температурой 0 °C?
Лед начнет таять при температуре 0 °C, но только если температура окружающей среды выше 0 °C или если на него будет действовать тепло из других источников. Если лед находится в помещении с температурой 0 °C и нет других факторов, влияющих на его состояние, он останется в твердом состоянии, так как температура равна температуре плавления.
2. Какое количество энергии выделится при конденсации 200 г водяного пара при 100 °C?
Для расчета используем формулу:
где Q — количество выделившейся энергии, m — масса водяного пара, L — теплота конденсации. Теплота конденсации для воды составляет примерно 2260 кДж/кг.
Подставим значения:
Q = 0,2 * 2260 = 452 кДж.
Таким образом, при конденсации 200 г водяного пара выделится 452 кДж энергии.
3. Какое количество энергии необходимо для плавления 200 г свинца, взятого при 27 °C?
Для плавления свинца нам нужно знать его теплота плавления, которая составляет примерно 25 кДж/кг. Рассчитаем необходимую энергию по формуле:
где m = 0,2 кг (200 г),L = 25 кДж/кг.
Q = 0,2 * 25 = 5 кДж.
Таким образом, для плавления 200 г свинца потребуется 5 кДж энергии.
4. Какова была температура нагретой детали?
Для решения этой задачи воспользуемся законом сохранения энергии. Энергия, отданная деталью, равна энергии, полученной льдом:
где:
Подставим значения и найдем T_начальная:
Решая уравнение, получим T_начальная = 98 °C.
5. Какое расстояние проедет автомобиль?
Сначала найдем полезную мощность двигателя:
Теперь переведем мощность в джоули:
Теперь найдем общее количество энергии, которое можно получить из 26 кг бензина. Энергия сгорания бензина примерно 32 МДж/кг:
Теперь найдем время работы двигателя:
Теперь найдем расстояние:
6. На сколько градусов нагревается стальная заготовка?
Сначала найдем потенциальную энергию молота:
где:
Подставим значения:
Теперь найдем, сколько энергии поглощает заготовка:
Теперь найдем изменение температуры заготовки:
где:
Подставим значения:
Решим уравнение:
Таким образом, заготовка нагреется на 4,52 °C.