Тема . №24 МКТ. Термодинамика (Расчетная задача высокого уровня сложности)

.04 Тепловые явления

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №24 мкт. термодинамика (расчетная задача высокого уровня сложности)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#65079

В стакан с водой, нагретой до температуры       ∘
t1 = 50 C  , положили металлический шарик, имеющий температуру      ∘
t2 = 10 C  . после установления теплового равновесия температура воды стала t3 = 40∘C  . Определите температуру воды t4  после того, как в стакан положили ещё один такой же шарик температурой t2  (первый шарик остался в стакане). Теплообменом с окружающей средой пренебречь.

Источники: Демидова 2020

Показать ответ и решение

Запишем уравнение теплового баланса, при добавлении в сосуд первого шарика.

Cс(t1 − t3)= Cш (t3− t2)

где Cс  – теплоемкость сосуда с водой, Cш  – теплоемкость шара.

Отсюда

     C (t − t )
Cш = -с(t-1− t-3)  (1)
       3   2

Запишем уравнение теплового баланса, при добавлении второго шарика

C (t − t)+ C  (t − t)= C  (t − t ) (2)
 с  3  4    ш  3  4     ш 4   2

Подставим (1) в (2) и выразим конечную температуру

t = t1t2-− 2t2t3-+t1t3 = 50∘⋅10∘−-2⋅10∘⋅40∘-+50∘⋅40∘ ≈34∘C
 4     2t1− t2− t3           2⋅50∘− 10∘ − 40∘

Примечание: в данной заадче необходимо объединять теплоёмкость воды и сосуда, потому что в условии не сказано о том, что можно пренебречь теплообменом со стаканом, т.е. нам необходимо его учитывать при решении задачи.

Ответ:
Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задачи

Баллы

Приведено полное решение, включающее следующие элементы:

3

I) записаны положения теории и физические законы,

закономерности, применение которых необходимо для решения

задачи выбранным способом (в данном случае: формула количества теплоты при нагреве/охлаждении тела, уравнение теплового баланса, введены теплоёмкость сосуда с водой и теплоёмкость шара);

II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения

физических величин (за исключением обозначений констант,

указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии

задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при

написании физических законов);

III) представлены необходимые математические преобразования и

расчёты, приводящие к правильному числовому ответу

(допускается решение «по частям» с промежуточными

вычислениями);

IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения

искомой величины

Правильно записаны все необходимые положения теории,

2

физические законы, закономерности, и проведены необходимые

преобразования, но имеется один или несколько из следующих

недостатков

Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном

объёме или отсутствуют.

И (ИЛИ)

В решении лишние записи, не входящие в решение (возможно,

неверные), не отделены от решения (не зачёркнуты; не заключены

в скобки, рамку и т.п.).

И (ИЛИ)

В необходимых математических преобразованиях или вычислениях

допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не

доведены до конца.

И (ИЛИ)

Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка

Представлены записи, соответствующие одному из следующих

1

случаев.

Представлены только положения и формулы, выражающие

физические законы, применение которых необходимо для решения

задачи, без каких-либо преобразований с их использованием,

направленных на решение задачи, и ответа.

ИЛИ

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая

для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения),

но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися

формулами, направленные на решение задачи.

ИЛИ

В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи

(или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена

ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с

имеющимися формулами, направленные на решение задачи

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным

0

критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла

Максимальный балл

3

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!