Сколько воды взятой при температуре 14 можно нагреть до 50 сжигая: 1052. Сколько воды, взятой при температуре 14 °С, можно нагреть до 50 °С, сжигая спирт массой 30 г и считая, что вся выделяемая при горении спирта энергия идет на нагревание воды?

Сколько воды, взятой при температуре 14 °С, можно нагреть до 50 °С, сжигая спирт массой 30 г и считая, что вся выделяемая при горении спирта энергия идет на нагревание воды? — вопрос №2631103 — Учеба и наука

Ответы

23. 10.17

Михаил Александров Читать ответы

Владимир Читать ответы

Эш Кур Читать ответы

Посмотреть всех экспертов из раздела Учеба и наука > Физика

Похожие вопросы

Решено

циклическая частота пружинного маятника в n=2. 5 раза больше циклической частоты колебаний математического маятника длинной l=1.25м.Определите массу

лыжник,спускаясь с горы проходит 50м за 5 секунд.спустившись с норы и продолжая двиготся,он до полнои остановки проходит еще 30м за 15 секунд. наиди

во сколько раз ускорение свободного падения земли больше ускорения свободного падения на марсе? Радиус марса составляет 0.53 радиуса Земли, а масса Марса равна 0.11 массы Земли

на газовой горелке необходимо расплавить…

Предположим , что масса Земли стала в 2 раза, а радиус — в 1.2 раза больше. Определите , во сколько раз изменилась сила тяжести , действующая на тело , находящееся на полюсе.

Пользуйтесь нашим приложением

Контрольная работа по теме «Тепловые явления»

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА по теме «Тепловые явления» ВАРИАНТ 1 1.  Какое количество теплоты получила алюминиевая кастрюля массой 200 г и находящаяся в ней вода объемом 1,5 л при нагревании от 20 ˚С до кипения? 2.   Сколько воды, взятой при температуре 14 ˚С, можно нагреть до 50˚С, сжигая спирт массой 30 г и считая, что вся выделяемая при горении спирта энергия идет на нагревание воды? 3.  Сколько теплоты выделится при полном сгорании сухих березовых дров массой 500 г? ______________________________________ КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА по теме «Тепловые явления» ВАРИАНТ 2 1. Определите удельную теплоемкость металла, если для изменения температуры на 4 ˚С у бруска массой 100 г, сделанного из этого металла, внутренняя энергия увеличивается на 152 Дж. 2. На сколько изменится температура воды, масса которой 22 кг, если ей передать всю энергию, выделившуюся при сгорании керосина массой 10 г? 3. Какое количество теплоты выделится при полном сгорании пороха массой 25 г? КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА по теме «Тепловые явления» ВАРИАНТ 3 1.  Смешали бензин массой 2 кг и керосин массой 3 кг. Какое количество теплоты выделится при полном сгорании полученного топлива? 2.   Сколько спирта надо сжечь, чтобы изменить температуру воды массой 2 кг от 14 до 50 ˚С, если вся теплота, выделенная спиртом, пойдет на нагревание воды? 3.  Какое количество теплоты выделится при полном сгорании каменного угля массой 1,5 т? ______________________________________ КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА по теме «Тепловые явления» ВАРИАНТ 4 1. В печи сгорели сухие сосновые дрова объемом 0,01 м3 и торф массой 5 кг. Сколько теплоты выделилось в печи? 2. Определите удельную теплоемкость металла, если для изменения температуры от 20 до 24 ˚С у бруска массой 100 г, сделанного из этого металла, внутренняя энергия увеличивается на 152 Дж. 3. Сколько теплоты выделится при полном сгорании торфа массой 0,5 т?

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА по теме «Тепловые явления» ВАРИАНТ 1 1  Какое количество теплоты получила алюминиевая кастрюля массой 200 г и находящаяся в ней вода объемом 1,5 л при нагревании от 20 ˚С до кипения? 2  Сколько воды, взятой при температуре 14 ˚С, можно нагреть до 50˚С, сжигая спирт массой 30 г и считая, что вся выделяемая при горении спирта энергия идет на нагревание воды? 3  Сколько теплоты выделится при полном сгорании сухих березовых дров массой 500 г? _______________________________________ КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА по теме «Тепловые явления» ВАРИАНТ 2 1  Определите удельную теплоемкость металла, если для изменения температуры на 4 ˚С у бруска массой 100 г, сделанного из этого металла, внутренняя энергия увеличивается на 152 Дж. 2  На сколько изменится температура воды, масса которой 22 кг, если ей передать всю энергию, выделившуюся при сгорании керосина массой 10 г? 3  Какое количество теплоты выделится при полном сгорании пороха массой 25 г? КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА по теме «Тепловые явления» ВАРИАНТ 3 1.  Смешали бензин массой 2 кг и керосин массой 3 кг. Какое количество теплоты выделится при полном сгорании полученного топлива? 2.  Сколько спирта надо сжечь, чтобы изменить температуру воды массой 2 кг от 14 до 50 ˚С, если вся теплота, выделенная спиртом, пойдет на нагревание воды? 3.  Какое количество теплоты выделится при полном сгорании каменного угля массой 1,5 т? _______________________________________ КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА по теме «Тепловые явления» ВАРИАНТ 4 1. В печи сгорели сухие сосновые дрова объемом 0,01 м3 и торф массой 5 кг. Сколько теплоты выделилось в печи? 2. Определите удельную теплоемкость металла, если для изменения температуры от 20 до 24 ˚С у бруска массой 100 г, сделанного из этого металла, внутренняя энергия увеличивается на 152 Дж. 3. Сколько теплоты выделится при полном сгорании торфа массой 0,5 т?

Как рассчитать постоянную калориметра

Как рассчитать постоянную калориметра

Как рассчитать постоянную калориметра

Назад в меню термохимии

---

Пример #1: Когда 40,0 мл воды при 60,0 °C добавляют к 40,0 мл воды при 25,0 °C, уже находящейся в калориметре, температура повышается на 15,0 °C. Что такое постоянная калориметра?

Решение:

Необходимо найти разницу между теплотой, отдаваемой горячей водой при понижении ее температуры с 60,0 до 40,0, и теплотой, приобретаемой холодной водой при ее нагревании до 40,0 с 25,0. Обратите внимание, что значения в задаче указаны в мл, а значения в решении — в граммах. Объем (мл) преобразуется в массу (граммы) с использованием плотности воды (1,00 г/мл).

1) Потери горячей воды:

q = m Δt C _p

q = (40,0 г) (20,0 °C) (4,184 Дж г¯ ¹ °C¯ ¹ )

q = 3347,2 Дж

2) Холодная вода досталась:

q = m Δt C _p

q = (40,0 г) (15,0 °C) (4,184 Дж г¯ ¹ °C¯ ¹ )

q = 2510,4 Дж

3) Остальное досталось калориметру:

3347,2 − 2510,4 = 836,8 Дж

4) Найдите теплоемкость калориметра:

836,8 Дж / 15,0 °С = 55,8 Дж / °С

---

Пример #2: Рассчитайте постоянную калориметра, если 25,0 г воды при 60,0 °C добавить к 25,0 г воды при 25,0 °C, получив при этом температуру 35,0 °C?

Решение №1:

1) Потери энергии с горячей водой:

q = m Δt C _p

q = (25,0 г) (25,0 °C) (4,184 Дж г¯ ¹ °C¯ ¹ )

q = 2615,0 Дж

2) Энергия, получаемая холодной водой:

q = m Δt C _p

q = (25,0 г) (10,0 °C) (4,184 Дж г¯ ¹ °C¯ ¹ )

q = 1046,0 Дж

3) Остальное досталось калориметру:

2615,0 − 1046,0 = 1569,0 Дж

4) Найдите теплоемкость калориметра:

1569,0 Дж/10,0°С = 156,9 Дж/°С

Решение №2: Если бы константа была равна нулю, конечная температура 50,0 г воды была бы 42,5 °C.

1) Поскольку мы знаем, что реальная конечная точка составляет 35,0 °C, это означает, что мы должны понизить температуру 50,0 г воды до 35,0 °C с 42,5 °C:

(50,0) (4,184) (7,5) = 1569,0 Дж.

2) Калориметр был при 25,0 °C и поднялся до 35,0 °C, используя 1569,0 Дж энергии. Единицей постоянной является джоуль/градус, следовательно:

1569,0 Дж / 10,0°С = 156,9 Дж/°С

---

Определение постоянной калориметра I	Определение постоянной калориметра II

---

Пример №3: Калориметр должен быть откалиброван: 72,55 г воды при температуре 71,6 °С добавляют в калориметр, содержащий 58,85 г воды при температуре 22,4 °С. После перемешивания и ожидания уравновешивания системы конечная температура достигла 47,3°С. Рассчитайте теплоемкость калориметра. (Удельная теплоемкость воды 4,184 Дж/г¯ ¹ °С¯ ¹ ).

Решение:

1) Потери энергии с горячей водой:

q = м С _p ΔT

q = (72,55 г) (4,184 Дж г¯ ¹ °С¯ ¹ ) (24,3 °С)

q = 7376,24 Дж

2) Энергия, получаемая холодной водой:

q = м С _p ΔT

q = (58,85 г) (4,184 Дж г¯ ¹ °C¯ ¹ ) (24,9 °C)

q = 5818,54 Дж

3) Остальное досталось калориметру:

7376,24 − 5818,54 = 1557,7 Дж

4) Теплоемкость калориметра:

1557,7 Дж / 24,9°С = 62,6 Дж/°С

---

Пример #4: Студент хочет определить теплоемкость калориметра кофейной чашки. После смешивания 100,0 г воды при 58,5 °С со 100,0 г воды уже в калориметре при 22,8 °С конечная температура воды составляет 39,7 °С. Рассчитайте теплоемкость калориметра в Дж/°С. (В качестве удельной теплоемкости воды используйте 4,184 Дж г¯ ¹ °C¯ ¹ .)

Решение:

1) Теплота, отдаваемая теплой водой:

q = (100,0 г) (18,8 °C) (4,184 Дж г¯ ¹ °С¯ ¹ ) = 7865,92 Дж

2) Теплота, поглощаемая водой в калориметре:

q = (100,0 г) (16,9 °С) (4,184 Дж/г °С) = 7070,96 Дж

3) Разница поглотилась калориметром:

7865,92 − 7070,96 = 794,96 Дж

4) Постоянная калориметра:

794,96 Дж / 16,9°С = 47,0 Дж/°С

---

Назад в меню термохимии

Изменение температуры и теплоемкость

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Наблюдать теплопередачу и изменение температуры и массы.
• Рассчитать конечную температуру после теплопередачи между двумя объектами.

Одним из основных эффектов теплопередачи является изменение температуры: при нагревании температура повышается, а при охлаждении снижается. Мы предполагаем, что фазового перехода нет и что над системой или системой не совершается никакой работы. Опыты показывают, что передаваемое тепло зависит от трех факторов — изменения температуры, массы системы, вещества и фазы вещества.

Рис. 1. Теплота Q , переданная для изменения температуры, зависит от величины изменения температуры, массы системы, а также вовлеченного вещества и фазы. а) Количество переданного тепла прямо пропорционально изменению температуры. Чтобы удвоить изменение температуры массы m, нужно добавить удвоенное количество теплоты. б) Количество переданного тепла также прямо пропорционально массе. Чтобы вызвать эквивалентное изменение температуры в удвоенной массе, нужно добавить в два раза больше тепла. в) Количество переданного тепла зависит от вещества и его фазы. Если требуется сумма Q тепла, чтобы вызвать изменение температуры Δ T в данной массе меди, потребуется в 10,8 раз больше тепла, чтобы вызвать эквивалентное изменение температуры в той же массе воды, при условии отсутствия фазового перехода ни в одном из веществ.

Зависимость от изменения температуры и массы легко понять. Благодаря тому, что (средняя) кинетическая энергия атома или молекулы пропорциональна абсолютной температуре, внутренняя энергия системы пропорциональна абсолютной температуре и числу атомов или молекул. Благодаря тому, что переданное тепло равно изменению внутренней энергии, теплота пропорциональна массе вещества и изменению температуры. Переносимое тепло также зависит от вещества, так что, например, теплота, необходимая для повышения температуры, для спирта меньше, чем для воды. Для одного и того же вещества передаваемая теплота также зависит от фазы (газовая, жидкая или твердая).

Теплопередача и изменение температуры

Количественная связь между теплопередачей и изменением температуры содержит все три фактора:  Q =  mc Δ T , где Q – условное обозначение теплопередачи, м 90 232 это масса вещества, а Δ T – изменение температуры. Символ c означает удельную теплоемкость и зависит от материала и фазы. Удельная теплоемкость – это количество теплоты, необходимое для изменения температуры 1,00 кг массы на 1,00°С. Удельная теплоемкость c — свойство вещества; его единица СИ — Дж / (кг ⋅ K) или Дж / (кг ⋅ ºC). Напомним, что изменение температуры (Δ T ) одинаково в единицах кельвина и градусах Цельсия. Если теплопередача измеряется в килокалориях, то единицей удельной теплоемкости является ккал/(кг ⋅ ºC).

Значения удельной теплоемкости обычно нужно искать в таблицах, потому что нет простого способа их расчета. В общем случае удельная теплоемкость также зависит от температуры. В таблице 1 перечислены репрезентативные значения удельной теплоемкости для различных веществ. За исключением газов, зависимость теплоемкости большинства веществ от температуры и объема слабая. Из этой таблицы мы видим, что удельная теплоемкость воды в пять раз больше, чем у стекла, и в десять раз больше, чем у железа, а это значит, что требуется в пять раз больше теплоты, чтобы поднять температуру воды на ту же величину, что и для стекла, и в десять раз больше, чем для стекла. много тепла, чтобы поднять температуру воды, как для железа. На самом деле вода имеет одну из самых больших удельных теплоемкостей среди всех материалов, что важно для поддержания жизни на Земле.

Пример 1. Расчет необходимого количества тепла: нагрев воды в алюминиевой кастрюле

Алюминиевая кастрюля весом 0,500 кг на плите используется для нагрева 0,250 л воды с 20,0°C до 80,0°C. а) Какое количество тепла потребуется? Какой процент тепла используется для повышения температуры (b) кастрюли и (c) воды?

Стратегия

Посуда и вода всегда имеют одинаковую температуру. Когда вы ставите кастрюлю на плиту, температура воды и сковороды увеличивается на одинаковую величину. Воспользуемся уравнением теплообмена при заданном изменении температуры и массы воды и алюминия. Удельные теплоемкости воды и алюминия приведены в табл. 1.

Решение

Поскольку вода находится в тепловом контакте с алюминием, кастрюля и вода имеют одинаковую температуру.

Рассчитайте разницу температур:

Δ T = T _f − T _i = 60,0ºC.

Рассчитайте массу воды. Поскольку плотность воды 1000 кг/м ³ , один литр воды имеет массу 1 кг, а масса 0,250 л воды равна м _w  = 0,250 кг.

Рассчитайте теплоту, переданную воде. Используйте удельную теплоемкость воды из таблицы 1:

Q _w =  m _w c _w Δ T = (0 0,250 кг)(4186 Дж/кгºC)(60,0ºC) = 62,8 кДж.

Рассчитайте тепло, переданное алюминию. Используйте удельную теплоемкость алюминия из таблицы 1:

Q _Al  =  m _Al c _Al Δ T  = (0,500 кг)(900 Дж/кгºC)(60,0ºC) = 27,0 × 10 ⁴ Дж = 27,0 кДж. вода. Сначала найдем общее переданное тепло:

Q _Total = Q _w + Q _Al = 62,8 k Дж + 27,0 кДж = 89,8 кДж.

Таким образом, количество тепла, идущее на нагрев сковороды, равно

[латекс]\frac{27. 0\text{ кДж}}{89.8\text{ кДж}}\times100\%=30,1\%\\[/латекс]

и количество, идущее на нагрев воды, составляет

[латекс]\фрак{62,8\текст{ кДж}}{89,8 \text{ кДж}}\times100\%=69,9\%\\[/latex].

Обсуждение

В этом примере тепло, переданное контейнеру, составляет значительную долю от общего количества переданного тепла. Хотя масса кастрюли в два раза больше массы воды, удельная теплоемкость воды более чем в четыре раза больше, чем у алюминия. Следовательно, для достижения заданного изменения температуры воды требуется чуть более чем в два раза больше тепла по сравнению с алюминиевой кастрюлей.

Пример 2. Расчет увеличения температуры по работе, совершаемой над веществом: перегрев тормозов грузовика при движении под гору

Рис. 2. Дымящиеся тормоза на этом грузовике являются видимым свидетельством механического эквивалента тепла.

Тормоза грузовиков, используемые для контроля скорости на спуске, работают, преобразовывая потенциальную энергию гравитации в повышенную внутреннюю энергию (более высокую температуру) тормозного материала. Это преобразование предотвращает преобразование потенциальной энергии гравитации в кинетическую энергию грузовика. Проблема заключается в том, что масса грузовика велика по сравнению с массой тормозного материала, поглощающего энергию, и повышение температуры может происходить слишком быстро, чтобы достаточное количество тепла передавалось от тормозов в окружающую среду.

Рассчитайте повышение температуры 100 кг тормозного материала со средней удельной теплоемкостью 800 Дж/кг ⋅ ºC, если материал сохраняет 10 % энергии от 10 000-килограммового грузовика, спускающегося с высоты 75,0 м (при вертикальном перемещении) при постоянном скорость.

Стратегия

Если тормоза не задействованы, гравитационная потенциальная энергия преобразуется в кинетическую энергию. При торможении потенциальная энергия гравитации преобразуется во внутреннюю энергию тормозного материала. Сначала вычислим гравитационную потенциальную энергию ( Mgh ), что весь грузовик теряет при спуске, а затем найти повышение температуры только в тормозном материале.

Решение

1. Рассчитайте изменение потенциальной энергии гравитации при движении грузовика вниз по склону 6 Ж.
2. Рассчитайте температуру по переданному теплу, используя Q =  Mgh  и [латекс]\Delta{T}=\frac{Q}{mc}\\[/latex], где 9{\ circ} C \\ [/латекс].

Обсуждение

Эта температура близка к температуре кипения воды. Если бы грузовик какое-то время ехал, то непосредственно перед спуском температура тормозов, вероятно, была бы выше температуры окружающей среды. Повышение температуры при спуске, вероятно, повысит температуру тормозного материала выше точки кипения воды, поэтому этот метод нецелесообразен. Однако та же идея лежит в основе новейшей гибридной технологии автомобилей, где механическая энергия (потенциальная энергия гравитации) преобразуется тормозами в электрическую энергию (аккумулятор).

Таблица 1. Удельная теплоемкость [1]  различных веществ
Вещества	Удельная теплоемкость ( c )
Твердые вещества	Дж/кг ⋅ ºC	ккал/кг ⋅ ºC [2]
Алюминий	900	0,215
Асбест	800	0,19
Бетон, гранит (средний)	840	0,20
Медь	387	0,0924
Стекло	840	0,20
Золото	129	0,0308
Тело человека (в среднем при 37 °C)	3500	0,83
Лед (средний, от −50°C до 0°C)	2090	0,50
Железо, сталь	452	0,108
Свинец	128	0,0305
Серебро	235	0,0562
Дерево	1700	0,4
Жидкости
Бензол	1740	0,415
Этанол	2450	0,586
Глицерин	2410	0,576
Меркурий	139	0,0333
Вода (15,0 °С)	4186	1. 000
Газы [3]
Воздух (сухой)	721 (1015)	0,172 (0,242)
Аммиак	1670 (2190)	0,399 (0,523)
Углекислый газ	638 (833)	0,152 (0,199)
Азот	739 (1040)	0,177 (0,248)
Кислород	651 (913)	0,156 (0,218)
Пар (100°C)	1520 (2020)	0,363 (0,482)

Обратите внимание, что пример 2 представляет собой иллюстрацию механического эквивалента тепла. В качестве альтернативы, повышение температуры может быть произведено с помощью паяльной лампы вместо механического.

Пример 3. Расчет конечной температуры при передаче тепла между двумя телами: наливание холодной воды на горячую сковороду

Предположим, вы наливаете 0,250 кг воды температурой 20,0ºC (около чашки) в 0,500-килограммовую алюминиевую кастрюлю с температурой 150ºC, снятую с плиты. Предположим, что кастрюля находится на изолированной подушке и что незначительное количество воды выкипает. При какой температуре вода и кастрюля через короткое время достигают теплового равновесия?

Стратегия

Кастрюля размещена на изолирующей прокладке, что обеспечивает небольшой теплообмен с окружающей средой. Первоначально кастрюля и вода не находятся в тепловом равновесии: кастрюля имеет более высокую температуру, чем вода. Затем теплопередача восстанавливает тепловое равновесие, когда вода и кастрюля соприкасаются. Поскольку теплопередача между кастрюлей и водой происходит быстро, масса испаряемой воды пренебрежимо мала, а величина тепла, теряемого кастрюлей, равна теплу, приобретаемому водой. Обмен теплом прекращается, как только достигается тепловое равновесие между чашей и водой. Теплообмен можно записать как | Q _{горячий} |= Q _{холодный} .

Решение

Используйте уравнение теплопередачи Q =  mc Δ T  , чтобы выразить потери тепла алюминиевой кастрюлей через массу кастрюли, удельную теплоемкость алюминия, начальную температуру сковороде и конечная температура:  Q _{горячий}  =  m _Al c _Al ( T _f  − 150ºС).

Выразите теплоту, полученную водой, через массу воды, удельную теплоемкость воды, начальную температуру воды и конечную температуру: _Вт ( T _f  — 20,0ºC).

Обратите внимание, что Q _{горячая} <0 и Q _{холодная} >0 и что их сумма должна равняться нулю, поскольку тепло, отводимое горячей кастрюлей, должно быть таким же, как тепло, полученное холодной водой: 9{\circ}\text{C}\end{array}\\[/latex]

Обсуждение

Это типичная задача калориметрии : два тела с разной температурой соприкасаются друг с другом и обмениваются нагревать до достижения общей температуры. Почему конечная температура намного ближе к 20,0ºC, чем к 150ºC? Причина в том, что вода имеет большую удельную теплоемкость, чем большинство обычных веществ, и, таким образом, претерпевает небольшое изменение температуры при заданной теплопередаче. Большому водоему, такому как озеро, требуется большое количество тепла, чтобы заметно повысить его температуру. Это объясняет, почему температура озера остается относительно постоянной в течение дня даже при больших изменениях температуры воздуха. Однако температура воды меняется в течение более длительного времени (например, с лета на зиму).

Самостоятельный эксперимент: изменение температуры земли и воды

Что нагревается быстрее, земля или вода?

Для изучения различий в теплоемкости:

• Поместите равные массы сухого песка (или почвы) и воды одинаковой температуры в два небольших сосуда. (Средняя плотность почвы или песка примерно в 1,6 раза выше плотности воды, поэтому вы можете получить примерно равные массы, используя на 50 % больше воды по объему.)
• Нагревайте оба (используя духовку или лампу) в течение одинакового времени.
• Запишите конечную температуру двух масс.
• Теперь доведите обе банки до одинаковой температуры, нагревая их в течение более длительного периода времени.
• Снимите банки с источника тепла и измеряйте их температуру каждые 5 минут в течение примерно 30 минут.

Какой образец остывает быстрее? Эта деятельность воспроизводит явления, ответственные за наземные и морские бризы.

Проверьте правильность понимания

Если для повышения температуры блока с 25°C до 30°C необходимо 25 кДж, то какое количество теплоты необходимо для нагрева блока с 45°C до 50°C?

Решение

Теплопередача зависит только от разницы температур. Так как разность температур одинакова в обоих случаях, то во втором случае необходимы одни и те же 25 кДж.

Резюме сечения

• Перенос тепла Q  , который приводит к изменению Δ T  температуры тела массой м  равно Q = mc Δ Т , где с  – удельная теплоемкость материала. Это соотношение также можно рассматривать как определение удельной теплоемкости.

Концептуальные вопросы

1. Какие три фактора влияют на теплопередачу, необходимую для изменения температуры объекта?
2. Температура тормозов в автомобиле повышается на Δ T  при остановке автомобиля со скорости v . Насколько больше было бы Δ T , если бы скорость автомобиля изначально была вдвое больше? Вы можете предположить, что автомобиль останавливается достаточно быстро, чтобы тепло от тормозов не отводилось.

Задачи и упражнения

1. В жаркий день температура в бассейне объемом 80 000 литров повышается на 1,50ºC. Какова чистая теплопередача при этом нагреве? Игнорируйте любые осложнения, такие как потеря воды в результате испарения.
2. Покажите, что 1 кал/г · ºC = 1 ккал/кг · ºC.
3. Чтобы стерилизовать стеклянную детскую бутылочку весом 50,0 г, мы должны поднять ее температуру с 22,0ºC до 95,0ºC. Какая теплопередача требуется?
4. Одна и та же передача тепла одинаковым массам различных веществ вызывает различные изменения температуры. Рассчитайте конечную температуру, когда 1,00 ккал теплоты переходит в 1,00 кг следующих веществ при исходной температуре 20,0ºC: (a) вода; (б) бетон; (в) сталь; и d) ртуть.
5. Потирание рук согревает их, превращая работу в тепловую энергию. Если женщина потирает руки взад-вперед, совершая в общей сложности 20 движений, на расстоянии 7,50 см за одно движение и со средней силой трения 40,0 Н, на сколько повысится температура? Масса согреваемых тканей составляет всего 0,100 кг, преимущественно в ладонях и пальцах.
6. Блок чистого материала массой 0,250 кг нагревается с 20,0°С до 65,0°С за счет добавления 4,35 кДж энергии. Рассчитайте его удельную теплоемкость и определите вещество, из которого он, скорее всего, состоит.
7. Предположим, что одинаковые количества тепла передаются разным массам меди и воды, вызывая одинаковые изменения температуры. Каково отношение массы меди к воде?
8. (a) Количество килокалорий в пище определяется методами калориметрии, при которых пища сжигается и измеряется количество теплопередачи. Сколько килокалорий на грамм содержится в 5,00 г арахиса, если энергия его сжигания передается 0,500 кг воды, находящейся в алюминиевом стакане весом 0,100 кг, вызывая 54,9ºC повышение температуры? (б) Сравните свой ответ с информацией на этикетке на упаковке арахиса и прокомментируйте, совпадают ли значения.
9. После интенсивной физической нагрузки температура тела человека массой 80,0 кг составляет 40,0ºC. С какой скоростью в ваттах человек должен передать тепловую энергию, чтобы снизить температуру тела до 37,0ºC за 30,0 мин, если предположить, что тело продолжает производить энергию мощностью 150 Вт? 1 Вт = 1 Дж/сек или 1 Вт = 1 Дж/сек.
10. Даже при остановке после периода нормальной эксплуатации крупный коммерческий ядерный реактор передает тепловую энергию со скоростью 150 МВт за счет радиоактивного распада продуктов деления. Этот теплообмен вызывает быстрое повышение температуры в случае отказа системы охлаждения (1 Вт = 1 Дж/сек или 1 Вт = 1 Дж/сек и 1 МВт = 1 мегаватт). (a) Рассчитайте скорость повышения температуры в градусах Цельсия в секунду (ºC/с), если масса активной зоны реактора составляет 1,60 × 10 ⁵ кг и имеет среднюю удельную теплоемкость 0,3349 кДж/кг ⋅ ºC. (б) Сколько времени потребуется, чтобы получить повышение температуры на 2000ºC, что может привести к плавлению некоторых металлов, содержащих радиоактивные материалы? (Первоначальная скорость повышения температуры будет больше рассчитанной здесь, потому что теплопередача сосредоточена в меньшей массе.