Опубликовано пт, 08/16/2019 - 11:32 пользователем fizportal.ru 10 НЕДЕЛЯ 1 Занятие. Тепловые явления Задача 1. Теплый воздух, как известно, поднимается вверх. Почему же на высоте 10 км держится температура –50 оС? Задача 2. Электрический кипятильник мощностью 350 Вт не может нагреть 600 г воды до кипения. Убедившись в этом, его выключают. На сколько понизится температура воды через 15 с после выключения кипятильника? Задача 3. В бутылку налили горячую воду, опустили термометр и завинтили пробку. Каждую минуту показания термометра записывают в таблицу. Какова температура воздуха в комнате, если известно, что количество теплоты, ежесекундно передаваемое телом окружающей среде, прямо пропорционально разности температур между телом и окружающей средой? Время, мин 0 1 10 11 Температура, °С 80 76 50,1 48,1 Задача 4. В калориметр с водой, температура которой 20 oС, переносят нагретые в кипятке одинаковые металлические шарики. После переноса первого шарика температура в калориметре поднялась до 40 oС. Какой станет температура воды в калориметре после переноса двух шариков? Трех? Сколько шариков надо перенести, чтобы температура в калориметре стала равной 90 oС? Задача 5. В калориметр вливают ложку теплой воды. При этом его температура возрастает на 5 oС. После вливания еще одной ложки теплой воды температура выросла еще на 3 oС. На сколько поднимется температура в калориметре (по сравнению с первоначальной), если в него влить три стакана такой нее теплой воды? Сколько ложек воды было первоначально в калориметре? Теплообмен с окружающей средой и потерю тепла на нагревание калориметра не учитывайте. 2 Занятие. Тепловые явления Задача 1. В одном сосуде находится литр холодного молока при температуре 20 oС, а во втором сосуде – литр горячей воды при температуре 80 oС. Можно ли только за счет теплообмена между ними добиться того, чтобы всё молоко стало теплее воды? Разрешается использовать дополнительные сосуды и приводить их в соприкосновение, но смешивать воду с молоком нельзя. При расчетах считайте плотность и удельную теплоемкость молока такими же, как у воды Задача 2. В калориметр, содержащий 1 л кипятка, опускают подвешенный к динамометру металлический куб с длиной ребра 5 см, имеющий температуру 0 оС. Показания динамометра уменьшились на 9 %, а конечная температура воды стала равной 93 оС. Из какого металла мог быть сделан куб, если допустимая ошибка показаний динамометра составляет 1 % веса куба? Вода из сосуда не выливается, Задача 3. Каково отношение масс спирта и бензина в смеси, если удельная теплота сгорания этой смеси 40 МДж/кг? Задача 4. Алюминиевый кубик ставят на лед, имеющий температуру 0 оС. До какой температуры должен быть нагрет кубик, чтобы он погрузился в лед наполовину? Полностью? Задача 5. На рисунке приведен график зависимости от времени температуры одного из сплавов A, B, C, D, характеристики которых приведены в таблице. Известно, что каждую секунду сплав получал одно и то же количество теплоты. Какой это может быть сплав? А В С D с, кДж/(кг×оС) 0,12 0,20 0,24 0,16 tпл, oC 250 300 250 250 l, кДж/кг 22,5 55 80 40 3 Занятие. Тепловые явления Задача 1. В воду массой 2 кг при температуре 30 oС положили лед массой 1 кг, температура которого 0 oС. Какая температура t установится в сосуде? Какой станет масса льда? Задача 2. В воду массой 2 кг при температуре 30 oС положили лед, температура которого 0 oС. Какая температура установится в сосуде, если масса льда равна: а) 200 г; б) 1 кг? Задача 3. В воду при температуре 30 oС поместили кусок льда массой 200 г при температуре –20 oС. Какая температура установится в сосуде, если масса воды равна: а) 0,5 кг; б) 1 кг; в) 2 кг? Задача 4. В калориметре при температуре 0 oС находятся 500 г воды и 300 г льда. Какая температура установится в калориметре, если долить в него 100 г кипятка? 500 г кипятка? Задача 5. В калориметр, содержащий 2 кг воды при температуре 20 oС, бросили кусок льда массой 1 кг, в центре которого вморожен стальной шарик массой 50 г. Температура льда 0 oС. Утонет ли стальной шарик после установления теплового равновесия? 4 Занятие. Тепловые явления Задача 1. В калориметр, содержащий 200 г льда при температуре –10 oС, наливают 200 г воды. Постройте график зависимости конечной температуры t в калориметре от температуры tв налитой воды. Задача 2. В калориметр, содержащий 10 г льда при температуре 0 oС, наливают воду, температура которой 20 oС. Как зависит конечная температура t в калориметре от массы m, налитой воды? Постройте примерный график этой зависимости. При каком значении m, на графике имеется точка излома? Задача 3. В калориметре находится кипяток массой 500 г. В него помещают 200 г льда при температуре –20 oС. Какая температура установится в калориметре? Задача 4. В калориметре находится вода массой 1 кг при температуре 0 oС. В воду помещают кусок льда массой 400 г, температура которого –30 °С. Какая температура установится в калориметре? Какой станет масса льда? Задача 5. В калориметр, где находится 1 кг льда при температуре 0 oС, наливают воду, температура которой 40 oС. Какая температура установится в калориметре? Рассмотрите два случая: а) масса воды 1 кг; б) масса воды 4 кг. 5 Занятие. Тепловые явления Задача 1. В переохлажденной до –10 oС воде происходит быстрый процесс кристаллизации. Какая часть воды при этом превращается в лед? Задача 2. Перегретая вода в открытом сосуде при 110 oС внезапно закипает. Какая часть воды при этом обратится в пар? Задача 3. В калориметр, содержащий 500 г воды при температуре 20 oС, впустили водяной пар при температуре 100 oС. Какая температура установится в калориметре, если масса пара равна: а) 10 г? б) 100 г? Какой станет масса m воды в каждом из случаев? Задача 4. В калориметре находится лед массой 500 г при температуре -10 оC. Какая температура установится в калориметре, если в него впустить водяной пар массой 80 г, имеющий температуру 100 oC? Задача 5. Для чего «сбивают» показания медицинского термометра? Нужно ли это делать с лабораторным термометром? Задача 6. Как связаны температурные коэффициенты линейного расширения $\alpha$ и объемного расширения $\beta$ одного и того же вещества? 6 Занятие. Тепловые явления Задача 1. Длинный цилиндрический брусок составлен из двух плотно прижатых друг к другу торцами кусков равного диаметра, сделанных из разных материалов; длина одного из них вдвое больше, чем другого. Боковая поверхность бруска теплоизолирована. Один торец бруска поддерживают при температуре +100 оС, другой – при температуре +200 оС. Установившаяся температура середины получившегося бруска равна при этом +160 оС. Чему равна температура в месте соединения брусков? Какая была бы температура в середине составного бруска, если бы его части имели одинаковые длины? Задача 2. В сосуд, содержащий 1 л воды при tв = 20 оС, бросили кусок железа массой mж = 1 кг, нагретый до tж = 1300 оС. Удельная теплоемкость воды cв = 4,2 кДж/(кг×оС), удельная теплоемкость парообразования воды r = 2,3 МДж/кг. Какая температура в системе? Задача 3. В большую кастрюлю налили воду объемом Vо = 1,5 л при температуре to = 15 °С и поставили ее на включенную электроплиту. Спустя время t1 = 7,5 мин, когда температура воды стала t1 = 55 °С, в кастрюлю начали подливать с постоянной «скоростью» $v$ = 200 см3/мин холодную воду (ее температура to = 15 °С). Постройте график зависимости температуры воды в кастрюле t от времени нагревания t. Определите мощность электроплитки, если ее КПД = 80 %. Удельная теплоемкость воды с = 4,2 кДж/(кг×град), ее плотность $\rho$ = 1,0 г/см3. Потери теплоты и теплоемкость кастрюли не учитывайте. Задача 4. В сосуд налили n порций воды объемами V1, V2 ...,Vnпри температурах t1, t2 ..., tnсоответственно. Определите температуру смеси. Теплоемкость сосуда и потери теплоты в окружающее пространство не учитывайте. Задача 5. Определить температуру воды в сосуде, если в него налили n1 кружек воды при температуре t1, n2 кружек воды при температуре t2 и n3 кружек при температуре t3. Потери теплоты не учитывать. 7 Занятие. Тепловые явления Задача 1. В опыте было установлено, что температура 142 г ледяной воды в легком сосуде, подвешенном посредине комнаты, поднялась на 4 °С за полчаса. Когда же в сосуде находилось такое же количество льда, то на его таяние потребовалось 10 часов. Какова, исходя из этого эксперимента, удельная теплота плавления льда? Задача 2. Циклический теплообмен (всерос 2011 9 класс) Имеются два теплоизолированных сосуда с водой. Теплоемкость всей массы воды в первом сосуде С1, ее температура t1. Теплоемкость и температура воды во втором сосуде С2 и t2 соответственно. Во втором сосуде кроме воды находится брусок, теплоемкость которого С. Брусок вынимают из второго сосуда и погружают в первый сосуд. После установления теплового равновесия брусок возвращают во второй сосуд. Соотношение между теплоемкостями таково: С1:С2:С = 4:5:1. Пренебрегая теплообменом с окружающими телами, определите: 1) какое минимальное количество таких циклов нужно сделать, чтобы разность температур (t2 – t1)n уменьшилась не менее чем в N = 25 раз; 2) какая температура воды установится в сосудах после очень большого числа циклов. Задача 3. В дне теплоизолированного сосуда (калориметра) имеется небольшое отверстие, через которое может вытекать вода. В сосуд поместили смесь воды и льда при температуре 0 oС вместе с электрическим нагревателем мощностью P = 600 Вт, и начали следить за изменением температуры внутри калориметра в зависимости от времени. Экспериментальный график зависимости температуры T от времени t представлен на рис. 1. Определите массу воды, оставшейся в калориметре к моменту окончания таяния льда. 2. Какая средняя масса воды вытекала из отверстия калориметра в течение 1 мин? 3. Сколько льда было в калориметре в начале эксперимента? 4. Сколько воды находилось в калориметре в начале эксперимента? 5. Определите массу воды, оставшейся в калориметре к концу эксперимента (t = 17 мин). Удельная теплота парообразования воды L = 2260 кДж/кг, удельная теплоемкость воды с = 4,2 кДж/(кг·К), удельная теплота плавления льда q = 340 кДж/кг. Примечание: теплоемкость калориметра можно не учитывать. Tags: Олимпиадаподготовка к олимпиаде8 класс