Контрольная работа № 8

ТЕРМОДИНАМИКА

ВАРИАНТ 1

1. В железном калориметре массой m = 0,1 кг находится m₁ = 0,5 кг воды при температуре t1 = 15⁰С. В калориметр бросают свинец и алюминий общей массой m₂ = 0,15 кг и температурой t₂ = 100⁰C. В результате температура воды поднимается до t = 17⁰С. Определить массы свинца и алюминия. Теплоемкость свинца с₁ = 125,7 Дж/(кг^.К), алюминия с₂ = 836 Дж/(кг^.К), железа с = 460 Дж/(кг^.К).

ВАРИАНТ 2

1. Свинцовая пуля пробивает деревянную стенку, причем скорость в момент удара о стенку была v = 400 м/с, а в момент вылета v₁ = 100 м/с. Какая часть пули расплавилась, считая, что на нагревание ее идет 60% потерянной механической энергии? Температура пули в момент удара t₁ = 50⁰С. Теплоемкость свинца с = 125,7 Дж/(кг^.К), температура плавления свинца t₂ = 327⁰С, удельная теплота плавления свинца  = 26,4^.10³ Дж/кг.

ВАРИАНТ 3

1. На сколько температура воды у основания водопада с высотой h = 20 м больше, чем у вершины? Считать, что вся механическая энергия идет на нагревание воды. Удельная теплоемкость воды равна 4187 Дж/(кг^.К).

ВАРИАНТ 4

1. Свинцовая гиря падает на Землю и ударяется о препятствие. Скорость при ударе v = 330 м/с. Вычислить, какая часть гири расплавится, если вся теплота, выделяемая при ударе, поглощается гирей. Температура гири перед ударом t = 27⁰С; температура плавления свинца t₁ = 327⁰С; удельная теплоемкость свинца с = 125,7 Дж/(кг^.К) и удельная теплота плавления  = 26,4^.10³ Дж/кг.

ВАРИАНТ 5

1. Тело массой m = 1 кг скользит по наклонной плоскости длиной L = 21 м, которая образует с горизонтом угол  = 30⁰. Скорость тела у основания наклонной плоскости равна v = 4,1 м/с. Вычислить количество тепла, выделенного при трении тела о плоскость, если начальная скорость тела равна нулю.

ВАРИАНТ 6

1. С какой скоростью влетает метеорит в атмосферу Земли, если при этом он нагревается, плавится и превращается в пар? Метеорное вещество близко к железу. Начальную температуру метеора принять равной T = 273⁰К. Температура плавления железа t_п = 1535⁰С, теплота плавления  = 2,7^.10⁵ Дж/кг. Удельная теплоемкость железа в твердом состоянии с_т = 4600 Дж/(кг^.К). Температура кипения t_к = 3050⁰С, удельная теплота парообразования r = 0,58^.10⁵ Дж/кг. Удельная теплоемкость железа в жидком состоянии с_ж = 830 Дж/(кг^.К). Предполагается, что парообразование происходит при температуре кипения.

Вариант 7

1. В сосуд с водой с общей теплоемкостью С = 1667 Дж/град при t = 20⁰С поместили m₁ = 100 г льда при температуре t₁ = - 8⁰C. Какая установится температура? Удельная теплоемкость льда с = 2090 Дж/(кг^.К), удельная теплота плавления льда  = 3,3^.10⁵ Дж/кг.

ВАРИАНТ 8

1. Смесь, состоящая из m₁ = 5 кг льда и m₂ = 15 кг воды при общей температуре t = 0⁰С, нужно нагреть до температуры t₁ = 80⁰С пропусканием водяного пара при температуре t₂ = 100⁰C. Определить необходимое количество пара. Удельная теплота плавления льда  = 3,3^.10⁵ Дж/кг. Удельная теплота парообразования воды при 100⁰С r = 2,26^.10⁶ Дж/кг. Удельная теплоемкость воды с = 4187 Дж/(кг^.К).

ВАРИАНТ 9

1. В сосуд, содержащий 4,5 л воды с температурой 60⁰С, опускают 1,5 кг льда с температурой – 40⁰С. Определить окончательную температуру воды в сосуде. Потерями тепла и теплоемкостью сосуда пренебречь. Плотность воды 1000 кг/м³. Температура плавления льда t_пл = 0⁰С; удельная теплоемкость льда с_л = 2093 Дж/(кг^.К); удельная теплота плавления льда  = 3,35^.10⁵ Дж/кг; удельная теплоемкость воды с_в = 4187 Дж/(кг^.К).

ВАРИАНТ 10

1. Сколько тепла (энергии) нужно затратить, чтобы расплавить 100 г льда при – 20⁰С и превратить воду в пар ? Температура плавления льда t_пл = 0⁰С; удельная теплоемкость льда с_л = 2093 Дж/(кг^.К); удельная теплота плавления льда  = 3,35^.10⁵ Дж/кг; удельная теплоемкость воды с_в = 4187 Дж/(кг^.К); температура парообразования воды t_пар = 100⁰С; удельная теплота парообразования воды r = 2,26^.10⁶ Дж/кг.

ВАРИАНТ 11

1. Имеется 200 г серы и 200 г нафталина при 20⁰С. Какое количество теплоты следует затратить, чтобы довести до температуры плавления и расплавить оба эти вещества? Удельная теплоемкость серы с_с = 712 Дж/(кг^.К); температура плавления серы t_с = 112,8⁰С; удельная теплота плавления серы _с = 5,5^.10⁴ Дж/кг. Удельная теплоемкость нафталина с_н = 1300 Дж/(кг^.К); температура плавления нафталина t_н = 80⁰С; удельная теплота плавления нафталина _н = 1,51^.10⁵ Дж/кг.

ВАРИАНТ 12

1. Какое количество тепла нужно затратить, чтобы 8,0 кг льда при температуре – 30⁰С довести до температуры плавления и затем обратить в пар? Температура плавления льда t_пл = 0⁰С; удельная теплоемкость льда с_л = 2093 Дж/(кг^.К); удельная теплота плавления льда l = 3,35^.10⁵ Дж/кг; удельная теплоемкость воды с_в = 4187 Дж/(кг^.К); удельная теплота парообразования воды r = 2,26^.10⁶ Дж/кг.

ВАРИАНТ 13

1. В алюминиевый калориметр массой m_к = 0,20 кг, содержащий m_в = 0,34 кг воды при температуре t₁ = 23,5⁰С опустили m_л = 81,5 г льда при t₂ = 0⁰С. Весь лед расплавился. Найти установившуюся в калориметре температуру. Удельная теплоемкость алюминия с_а = 920 Дж/(кг^.К); температура плавления льда t_пл = 0⁰С; удельная теплоемкость льда с_л = 2093 Дж/(кг^.К); удельная теплота плавления льда l_л = 3,35^.10⁵ Дж/кг; удельная теплоемкость воды с_в = 4187 Дж/(кг^.К).

ВАРИАНТ 14

1. Для определения удельной теплоты плавления льда произвели следующий опыт: кубики льда при t_л = 0⁰С опустили в медный калориметр массой m_к = 0,20 кг, в котором находилось m_в = 0,70 кг воды при t_в = 25⁰C. Когда весь лед растаял, в калориметре оказалось m = 0,775 кг воды при температуре t = 15,2⁰С. Найти удельную теплоту плавления льда на основании этого опыта. Удельная теплоемкость меди с_м = 380 Дж/кг; температура плавления льда t_пл = 0⁰С; удельная теплоемкость воды с_в = 4187 Дж/(кг^.К).