Тепловые явления. Теплообмен —Каталог задач по ЕГЭ - Физика

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#11254

На рисунке показан график изменения температуры вещества по мере поглощения им количества теплоты. Вещество находится в сосуде под поршнем. Масса вещества равна 0,5 кг. Первоначально вещество было в жидком состоянии. Какова удельная теплота парообразования вещества? Ответ дайте в кДж/кг

Источники: Демоверсия 2019

Показать ответ и решение

Парообразование происходит на горизонтальном участке, при этом веществом было получено 15000 Дж. Откуда удельная теплота парообразования:

Q 15 кД ж L = m-= -0,5-кг-= 30 кД ж/кг

Ответ: 30

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 2#11258

Для плавления куска льда при температуре его плавления требуется количество теплоты, равное 3 кДж. Этот кусок льда внесли в тёплое помещение. Зависимость температуры льда от времени представлена на рисунке. Определите среднюю тепловую мощность, подводимую к куску льда в процессе плавления. Ответ дайте в Вт.

Источники: Демоверсия 2018

Показать ответ и решение

Количество теплоты равно:

Q =P t,

где $t$ – температура плавления.
Лед плавился 10 минут или 600 с, следовательно, средняя мощность равна

Q 3000 Д ж P = -t =--600 с = 5 В т

Ответ: 5

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 3#11259

На рисунке показана зависимость температуры металлической детали массой 2 кг от переданного ей количества теплоты. Чему равна удельная теплоёмкость металла? Ответ дайте в Дж/(кг $⋅$ К)

Источники: Демоверсия 2020

Показать ответ и решение

За 36 кДж температура заготовки поднялась на 20 К, следовательно, теплоёмкость равна:

Q 36000 Д ж Q = cmΔT ⇒ c= m-ΔT-= 2-кг⋅20 К-= 900 Д ж/(кг⋅ К )

Ответ: 900

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 4#11295

На рисунке показан график изменения температуры вещества $t$ по мере поглощения им количества теплоты $Q$ . Масса вещества равна 2 кг. Первоначально вещество было в твёрдом состоянии. Какова удельная теплота плавления вещества? Ответ дайте в кДж/кг

Показать ответ и решение

При плавлении получено 400000 Дж, откуда удельная теплота плавления:

Q 400 кДЖ λ= m-= --2-кг--= 200 кД ж/кг

Ответ: 200

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 5#11297

Зависимость температуры 0,2 кг первоначально газообразного вещества от количества выделенной им теплоты представлена на рисунке. Рассматриваемый процесс идет при постоянном давлении. Какова удельная теплота парообразования этого вещества? Ответ выразите в кДж/кг.

Источники: Основная волна 2020

Показать ответ и решение

Во время процесса конденсации температура вещества не изменяется. Таким образом процессу конденсации соответствует горизонтальный участок графика. Из рисунка видно, что в процессе конденсации вещество успело выделить:

Q = 8 кДж − 2 кД ж = 6 кДж

Следовательно, удельная теплота парообразования этого вещества равна

Q 6 кДж r = m-=-0,2-кг = 30 кДж/кг

Ответ: 30

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 6#11300

На рисунке показана зависимость температуры $T$ от выделенной теплоты $Q$ для 0,4 кг вещества, первоначально бывшего жидкостью. Найдите удельную теплоту плавления вещества. Ответ дайте в кДж/кг.

Показать ответ и решение

Во время плавления/кристализации температура вещества не изменяется. На графике такой участок один: от $Q1 = 5$ кДж до $Q2 = 15$ кДж. Следовательно, всего за процесс кристализации вещества выделилось количество теплоты:

Q= Q2 − Q1 = 15 кД ж − 5 кДж = 10 кД ж

.

По формуле количества теплоты плавления (кристализации) вещества:

Q =λm

λ = Q-= 10 кД-ж-= 25 кД ж/кг m 0,4 кг

Ответ: 25

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 7#11302

Кузнец Грегор грел кусок железа массой $m = 350$ г в печи. При этом он нагрелся с $∘ t1 = 35C$ до $∘ t2 = 90C$ . Определите количество теплоты, полученное куском железа. Ответ дайте в джоулях.

Показать ответ и решение

Количество теплоты при нагреве определяется формулой:

Дж ∘ ∘ Q = cmΔt = cm (t2 − t1)= 460кг⋅К-⋅0,35 кг⋅(90 C − 35 C )= 8855 Дж

Ответ: 8855

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 8#11305

Кузнец дал своему помощнику задание расплавить кусок алюминия, изначально находящийся при температуре $t1 = 60,3∘$ C. Через 18 с алюминий достиг температуры плавления $t2 =660,3∘$ C. Сколько секунд понадобится помощнику, чтобы расплавить этот кусок, находящийся при температуре плавления? Удельная теплота плавления алюминия 390 кДж/кг.

Показать ответ и решение

По формуле мощности нагревателя:

A P = τ-

Мощность нагревателя остается неизменной, т.е. меняется только работа $A$ и время, на неё затраченное. То есть:

P = Qнагр-= Qпл- τнагр τпл

По формуле количества теплоты нагрева:

Qнагр =cm Δt= cm (t2− t1)

По формуле количества теплоты плавления:

Qпл = λm

Из имеющихся данных найдем время плавления $τпл$ :

Qплτнагр --λmτнагр- -λτнагр-- ----390-⋅103-Дж/кг⋅18-с---- τпл = Qнагр = cm (t2− t1) = c(t2− t1) = Д-ж-- ∘ ∘ = 13 с 900кг⋅К ⋅(660,3C − 60,3 C)

Ответ: 13

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 9#11308

Учитель бросает в калориметр с водой массой 4 кг и температурой $∘ t1 = 0$ C кусок льда массой 0,5 кг при температуре $∘ t2 = −99$ C. Дождавшись, пока в калориметре установится тепловое равновесие, учитель измерил массу льда в калориметре. Какое значение получил учитель? Ответ дайте в граммах.

Показать ответ и решение

Обозначим температуру теплового равновесия за $t3$ . По уравнению теплового баланса: :

Q в = Qл

Проверим, какое количество теплоты выделяется при кристализации воды и при нагревании льда до $∘ 0$ C:

3 3 Qв = λm в = 330⋅10 Дж/ кг⋅4 кг= 1320⋅10 Дж = 1320 кД ж

Дж ∘ ∘ Qл = cm л(t1− t2)= 2100кг⋅К-⋅0,5 кг⋅(0С − (− 99С ))= 103950 Д ж =103,95 кД ж

Количество теплоты, выделившиеся при кристализации воды намного больше, чем количество теплоты для нагрева льда, следовательно, тепловое равновесие наступит при $0∘$ C, а вода выделит на нагрев льда количество теплоты численно равное значению $Q$ . В процессе этого часть воды превратится в лёд, то есть:

Qл = λm пр.в.

Qл- --103950-Дж--- mпр.в. = λ = 330⋅103 Дж/ кг = 0,315 кг= 315 г

Общая масса льда в калориметре:

m = mпр.в.+ mл = 315 г+ 500 г= 815 г

Ответ: 815

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 10#11310

Определите удельную теплоту плавления изначально твердого вещества массой 4 кг по графику зависимости количества теплоту $Q$ от температуры $t$ , если температура в точке 1 равна $700∘C$ . Ответ укажите в кДж/кг.

Показать ответ и решение

Проанализируем график. В промежутке от $∘ 0$ С до $∘ 700$ С твердое тело нагревают. Как только график достигает отметки в $700∘$ С, тело начинает плавиться до тех пор, пока количество теплоты не достигнет отметки в 600 кДж/кг. После этого начинается нагрев жидкости вплоть до $1500∘$ С. Как только график достигает значения в $1500∘$ С, начинается процесс парообразования, который продолжается вплоть до конца графика. Таким образом, необходимый нам промежуток находятся от 200 кДж до 600 кДж. То есть, на плавление было затрачено:

3 Q = 600 кДж − 200 кД ж =400 кДж = 400⋅10 Дж

По формуле количества теплоты плавления:

Q =λm

λ = Q-= 400⋅103 Дж/-кг= 100⋅103 Д ж/кг= 100 кД ж/кг m 4

Ответ: 100

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 11#11311

Помощнику кузнеца дали задание переплавить кусок свинца массой 3,7 т. Какое количество теплоты для этого потребуется? Свинец находится при температуре плавления. Ответ дайте в МДж.

Показать ответ и решение

По формуле количества теплоты плавления:

4 3 7 Q = λm = 2,5⋅10 Дж/ кг⋅3,7 ⋅10 кг= 9,25 ⋅10 Дж = 92,5 М Дж

Ответ: 92,5

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 12#11312

Андрей решил провести опыт. Он сообщил чугунной сковородке массой 3 кг определенное количество теплоты, в результате чего сковородка нагрелась от 290 К до 333 К. Какое количество теплоты сообщил сковородке Андрей? Ответ дайте в кДж

Показать ответ и решение

По формуле количества теплоты для нагрева вещества:

Q = cmΔt = cm(t2 − t1)

Д ж Q = 500 кг⋅К-⋅3 кг⋅(333 К− 290 К )= 64500 Дж = 64,5 кДж

Ответ: 64,5

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 13#11313

Найдите удельную теплоемкость вещества массой 2,5 кг по графику зависимости температуры от количества теплоты. Ответ дайте в $Д ж кг⋅К-$ .

Показать ответ и решение

Проанализируем график. Каждый раз, как температура увеличивается на 100 К, количество теплоты возрастает на 350 кДж. Тогда по формуле количества теплоты:

Q = cm Δt

Q 350⋅103 Дж Дж Д ж c= mΔt-= 2,5 кг-⋅100-К = 1,4 ⋅103кг⋅К-= 1400кг⋅К-

Ответ: 1400

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 14#11314

На рисунке показана зависимость температуры $T$ от выделенной теплоты $Q$ для 0,8 кг первоначально газообразного вещества. Найдите удельную теплоту парообразования вещества. Ответ дайте в кДж/кг.

Показать ответ и решение

В процессе конденсации температура вещества не меняется. На графике есть лишь один такой кусок в промежутке от 20 кДж до 60 кДж. Следовательно, за весь процесс конденсации выделяется количество теплоты:

Q = Q2− Q1 = 60 кДж − 20 кД ж = 40 кДж

По формуле количества теплоты:

Q = rm

Q 40 кД ж r = m-= -0,8-кг-= 50 кДж/ кг

Ответ: 50

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 15#11315

Твердому телу массой 1,6 кг начали сообщать тепло как показано на графике. Найдите удельную теплоту плавления этого тела. (Ответ дайте в Дж/кг)

Показать ответ и решение

Проанализируем график. Вначале вещество нагревают до температуры плавления, после чего начинается сам процесс плавления в промежутке между 50 кДж и 100 кДж. Дальше происходит процесс нагревания жидкости вплоть до отметки в 125 кДж, после чего начинается процесс парообразования, который продолжается вплоть до окончания графика. Нам необходим процесс плавления, для которого необходимо количество теплоты:

Q = 100 кДж − 50 кД ж = 50 кДж

По формуле количества теплоты плавления:

Q =λm

3 λ= -Q = 50⋅10-Дж--=31250 Д ж/кг m 1,6 кг

Ответ: 31250

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 16#11316

В калориметре смешали 10 кг воды при температуре $∘ 54C$ и 7 кг воды при температуре $∘ 17 C$ . Найдите температуру смеси (в $∘C$ ). Теплоемкостью калориметра пренебречь. Ответ округлите до десятых.

Показать ответ и решение

Пусть $Q1$ — количество теплоты, отданное водой массой $m1$ =10кг, а $Q2$ — количество теплоты, полученное водой массой $m2$ =7 кг. Составим уравнение теплового баланса:

Q1 = Q2

cm1ΔT1 = cm2ΔT2

Пусть температура смеси равна $T0$ . Тогда:

m1 (T1− T0)= m2(T0− T2)

m1T1 − m1T0 = m2T0 − m2T2

m T + m T 10 кг⋅54∘C + 7 кг⋅17∘C T0 =--1m-1+-m2-2 = -----10 кг+-7-кг----≈ 38,8∘C 2 1

Ответ: 38,8

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 17#11317

В резервуар налили 100 кг воды при температуре $∘ 12 C$ . Сколько воды (в кг) при температуре $∘ 98 C$ нужно долить в резервуар, чтобы температура смеси была равна $20∘C$ ? Теплоемкостью резервуара пренебречь. Ответ округлите до сотых.

Показать ответ и решение

Пусть $Q1$ — количество теплоты, полученное водой массой $m1$ =100кг, а $Q2$ — количество теплоты, отданное водой искомой массы. Составим уравнение теплового баланса:

Q1 = Q2

cm1ΔT1 = cm2ΔT2

Пусть температура смеси равна $T0$ . Тогда:

m1 (T1− T0)= m2(T0− T2)

∘ ∘ m2 = m1(T0−-T1)= 100 кг⋅(∘20-C −∘12-C)≈ 10,26 кг (T2− T0) (98C − 20 C)

Ответ: 10,26

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 18#17836

Образец массой 7,2 кг находящийся в твёрдом состоянии, поместили в электропечь и начали нагревать. На рисунке приведён график зависимости температуры $t$ этого образца от времени $τ$ . Известно, что мощность электропечи равна 0,6 кВт. Какова удельная теплота плавления образца? Потерями теплоты при нагревании пренебречь. Ответ дайте в кДж/кг

Показать ответ и решение

Удельную теплоту плавления найдем по формуле $Q- P-τ λ = m = m$
Плавление происходит в промежутке времени от 20 до 40 минут, значит:

0,6 ⋅(40− 20)⋅60 λ = -----7,2------= 100 кД ж/кг

Ответ: 100

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 19#34588

На рисунке показан график изменения температуры вещества, находящегося в закрытом сосуде, по мере поглощения им количества теплоты. Масса вещества равна 0,5 кг. Первоначально вещество было в жидком состоянии. Какова удельная теплота парообразования вещества? Ответ дайте в кДж/кг.

Источники: Демоверсия 2022

Показать ответ и решение

Парообразование происходит на горизонтальном участке, при этом веществом было получено $5 3⋅10$ Дж. Откуда удельная теплота парообразования:

Q 300 кД ж L = m-= -0,5 кг-= 600 кДж/ кг

Ответ: 600

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 20#39101

Температура куска металла с удельной теплоёмкостью 900 Дж/(кг $⋅$ К) понизилась со $∘ 120 C$ до $∘ 40 C$ . При этом выделилось количество теплоты, равное 108 кДж. Чему равна масса этого куска металла? Ответ дайте в кг.