778. Пусть в трех мензурках температура воды повысилась на один градус (см. рис. 9). Одинаковое ли количество теплоты получила вода в мензурках? В какой — наибольшее; в какой — наименьшее? Объясните почему.
779. Почему нельзя вскипятить ведро воды на спиртовке?
780. В одинаковые сосуды с равными массами и равной температурой воды погрузили свинцовый и оловянный шары, у которых одинаковые массы и температуры. Температура воды в сосуде с оловянным шаром повысилась больше, чем в другом сосуде. У какого металла — свинца или олова — удельная теплоемкость больше? Одинаково ли изменилась внутренняя энергия воды в сосудах? Одинаковое ли количество теплоты передали шары воде и сосудам?
781. Если прогретые в кипящей воде цилиндры из свинца, олова и стали массой 1 кг поставить на лед, то они охладятся и часть льда под ними растает. Как изменится внутренняя энергия цилиндров? Под каким из цилиндров растает больше льда, под каким — меньше? Какая из лунок (рис. 233) образовалась под свинцовым цилиндром, какая — под стальным?
782. Минеральное масло и стальная деталь имеют равные массы. Для закалки стали горячую деталь погрузили в масло. При этом температура масла изменилась меньше, чем температура детали. Какое вещество имеет большую удельную теплоемкость: сталь или масло? Ответ обоснуйте.
783. Кубики, изготовленные из меди, стали и алюминия, массами 1 кг каждый, охлаждают на i° С. На сколько джоулей и как меняется внутренняя энергия каждого кубика?
784. На что больше расходует9Я энергии: на нагревание чугунного горшка или воды, налитой в него, если их массы одинаковы?
785. Алюминиевую и серебряную ложки одинаковой массы и температуры опустили в кипяток. Равное ли количество теплоты получат они от воды?
786. Стальную деталь для закалки и медную заклепку Равной массы для отжига нагрели до одинаковой температуры, а затем погрузили в воду. Одинаковое ли количество теплоты получила вода при охлаждении этих тел?
787. Термос вместимостью 3 л заполнили кипятком. Через сутки температура воды в нем понизилась до 77° С Определите, на сколько Изменилась внутренняя энергия воды?
Рис 233
Рис. 234
Рис. 235
788. В алюминиевом чайнике нагревали воду и, пренебрегая потерями количества теплоты в окружающее пространство, построили графики зависимости количества теплоты, I полученной чайником и водой, от времени нагревания. Какой I график построен для воды, а какой — для чайника (рис. 234)?
789. На одинаковых горелках нагревались вода, медь и железо равной массы. Укажите, какой график (рис. 235) построен для воды, какой — для меди и какой — для I железа. (При построении графика потери некоторого количества теплоты в окружающее пространство не учиты-вались.)
790. Для изменения температуры нафталина, никеля и фарфора массой 1 кг на 1 °С соответственно требуется I 130, 460 и 750 Дж энергии. Чему равна удельная теплоемкость этих веществ?
791. Для нагревания на 1 °С молока и тел из золота, бронзы, никеля, глицерина, массами по 2 кг каждое, соответственно расходуется 260, 760, 920, 4800 и 7800 Дж энергии. Чему равна удельная теплоемкость этих веществ?
792. Нагретый камень массой 5 кг, охлаждаясь в воде на 1 °С, передает ей 2,1 кДж энергии. Чему равна удельная теплоемкость камня?
793. Определите (устно), какое количество теплоты потребуется для изменения температуры алюминия на 1 °С; свинца на 2 °С; олова на 2° С; платины на 3° С; серебра на 3° С, если масса каждого вещества 1 кг.
794. Какое количество теплоты потребуется для нагревания на 1 °С воды объемом 0,5 л; олова массой 500 г; серебра объемом 2 см3; стали объемом 0,5 м3; латуни массой 0,2 т?
795. Стальная деталь массой 20 кг при обработке на токарном станке нагрелась на 50 °С. На сколько джоулей увеличилась внутренняя энергия детали?
796. Стальное сверло массой 100 г при работе нагрелось от 15 до 115 °С. Сколько энергии израсходовано двигателем для нагревания только сверла?
797. Перед горячей штамповкой латунную болванку массой 15 кг нагрели от 15 до 750 °С. Какое количество теплоты выделит болванка окружающим телам при охлаждении до указанной температуры?
798. Какое количество теплоты отдаст стакан кипятка (250 см3), остывая до температуры 14 °С?
799. Какое количество теплоты отдаст кирпичная печь массой 0,35 т, остывая с изменением температуры на 50 °С?
800. Какое количество теплоты выделилось при охлаждении чугунной болванки массой 32 кг, если ее температура изменилась от 1115 до 15 °С?
801. а) Какое количество теплоты получил нагретый от 10 до 20 °С воздух комнаты, объем которой 60 м3?
б) В порожнем закрытом металлическом баке вместимостью 60 м3 под действием солнечного излучения воздух нагрелся от 0 до 20 °С. Как и на сколько изменилась внутренняя энергия воздуха в баке?
802. Какое количество теплоты передаст окружающим телам кирпичная печь массой 1,5 т при охлаждении от 30 до 20 °С?
803. Какое количество теплоты получили алюминиевая кастрюля массой 200 г и находящаяся в ней вода объемом 1,5 л при нагревании от 20 °С до кипения при температуре 100 °С?
804. В алюминиевой кастрюле, масса которой 800 г, нагрели 5 л воды от 10 °С до кипения. Какое количество теплоты получила кастрюля и вода, если при нагревании атмосферное давление равнялось 760 мм рт. ст.?
805. В железный душевой бак, масса которого 65 кг, налили холодной колодезной воды объемом 200 л. В результате нагревания солнечным излучением температура воды повысилась от 4 до 29 °С. Какое количество теплоты получили бак и вода?
806. Рассчитайте, какое количество теплоты отдаст кирпичная печь, сложенная из 300 кирпичей, при остывании от 70 до 20 °С. Масса одного кирпича равна 5,0 кг.
807. Какое количество теплоты получила вода при нагревании от 15 до 25 °С в бассейне, длина которого 100 м, Ширина 6 м и глубина 2 м?
808. На сколько изменится температура воды в стакане, если ей сообщить количество теплоты, равное 10 Дж? Вместимость стакана принять равной 200 см3.
809. Вычислите, на сколько градусов нужно повысить температуру куска свинца массой 100 г, чтобы внутренняя энергия его увеличилась на 280 Дж.
810. Подсчитано, что при охлаждении куска олова массой 20 г внутренняя энергия его уменьшилась на 1 кДж. По этим данным определите, на сколько градусов изменилась температура олова.
811. а) Мальчик вычислил, что при нагревании воды I от 15 °С до кипения (при 100 °С) внутренняя энергия ее увеличится на 178,5 кДж. Какова масса нагреваемой воды?
б) Когда в бак умывальника с водой добавили еще 3 л воды при 100 °С и перемешали всю воду, то температура воды в баке стала равна 35 °С. Пренебрегая потерями теплоты на нагревание бака и окружающей среды, определите начальный. объем воды в баке.
в) Чтобы вымыть посуду, мальчик налил в таз 3 л воды, температура которой равна 10 °С. Сколько литров кипятку (при 100 °С) нужно долить в таз, чтобы температура воды в нем стала равной 50 °С?
г) Для купания ребенка в ванну налили 4 ведра (40 л) холодной воды, температура которой была равна 6 °С, а затем долили горячую воду температурой 96 °С. Определите массу долитой воды, если температура воды в ванне стала равной 36 °С. (Расчет производите без учета нагревания ванны и окружающей среды.)
812. Определите удельную темплоемкость 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.
813. Экспериментом было установлено, что при изменении температуры куска металла массой 100 г от 20 до 40 °С внутренняя энергия его увеличилась на 280 Дж. Определите удельную теплоемкость этого металла.
814. Экспериментом было установлено, что при охлаждении куска олова массой 100 г до температуры 32 °С выделилось 5 кДж энергии. Определите температуру олова до охлаждения.
815» До какой температуры остынут 5 л кипятка, взятого при температуре 100 °С, отдав в окружающее пространство 1680 кДж энергии?
816. При охлаждении медного паяльника до 20 °С выделилось 30,4 кДж энергии. До какой температуры был нагрет паяльник, если его масса 200 г?
817. а) Было установлено, что при работе машины внутренняя энергия одной из алюминиевых деталей массой 2 кг повысилась на столько, на сколько увеличивается внутренняя энергия воды массой 800 г при нагревании ее от 0 до 100 °С. По этим данным определите, на сколько градусов повысилась температура детали.
б) В ванну налили и смешали 50 л воды при температуре 15 °С и 30 л воды при температуре 75 °С. Вычислите, какой стала бы температура воды в ванне, если бы некоторая часть внутренней энергии горячей воды не расходовалась на нагревание ванны и окружающей среды.
в) Пренебрегая потерями теплоты на нагревание ванны и иных тел окружающей среды, вычислите, какой стала бы температура воды в ванне, если в нее налить 6 ведер воды при температуре 10 °С и пять ведер воды при температуре 90 °С. {Вместимость ведра примите равной 10 л.)
818. На нагревание кирпича массой 4 кг на 63 °С затрачено такое же количество теплоты, как и для нагревания воды той же массы на 13,2 °С, Определите удельную теплоемкость кирпича.
819. Двигатель мощностью 75 Вт в течение 5 мин вращает лопасти винта внутри калориметра, в котором находится вода объемом 5 л. Вследствие трения о воду лопастей зинта вода нагрелась. Считая, что вся энергия пошла на нагревание воды, определите, как изменилась ее температура.
820*. Стальной боек (ударная часть пневматического молотка) массой 1,2 кг во время работы в течение 1,5 мин нагрелся на 20 °С. Полагая, что на нагревание бойка пошло 40% всей энергии молотка, определите произведенную работу и мощность, развиваемую при этом.
34. УДЕЛЬНАЯ ТЕПЛОТА СГОРАНИЯ ТОПЛИВА
821. Какие дрова — березовые, сосновые или осиновые — при полном сгорании выделяют больше теплоты, если все °ни одинаково высушены и массы их равны? (Удельная теплота сгорания осины около 1,3 10 7 Дж/кг.)
822. Можно ли рассчитать, какое количество теплоты выделится при полном сгорании соскового палена? Если можно, то как это сделать, что необходимо знать?
823. Вычислите, сколько энергии выделится при полном сгорании древесного угля массой 15 кг; керосина массой 200 г.
824. Какое количество теплоты выделится при полном Сгорании бензина массой 5 кг; каменного угля массой 10 кг?
825. Какое количество теплоты выделится при полном I сгорании пороха массой 25 г; торфа массой 0,5 т; каменного угля массой 1,5 т?
826. Сколько теплоты выделится при полном сгорании I сухих березовых дров объемом 5 м3?
827. Сколько теплоты выделится при полном сгорании I керосина объемом 0,25 м3; спирта объемом 0,00005 м3; бензина объемом 25 л; нефти объемом 250 л?
828. На сколько больше теплоты выделится при полном сгорании бензина массой 2 кг, чем при сгорании сухих березовых дров той же массы?
829. Во сколько раз больше выделится теплоты при полном сгорании водорода массой 1 кг, чем при полном сгорании сухих березовых дров той же массы?
830. Смешали бензин массой 2 кг и керосин массой 3 кг. Какое количество теплоты выделится при полном сгорании полученного топлива?
831. Смешали бензин объемом 1,5 л и спирт объемом 0,5 л. I Какое количество теплоты выделится при полном сгорании этого топлива?
832. В печи сгорели сухие сосновые дрова объемом 0,01 м3
и торф массой 5 кг. Сколько теплоты выделилось в печи? I
833. К зиме заготовили сухие сосновые дрова объемом I 2 м3 и каменный уголь массой 1,5 т. Сколько теплоты выделится в печи при полном сгорании в ней заготовленного топлива?
834. а) При полном сгорании кокса массой 10 кг вы — I деляется 2,9-107 Дж энергии. Чему равна удельная теплота сгорания кокса?
б) В лифте высотного здания Московского университета студент поднялся со спортивным грузом (4 спортивных молота). На какую высоту был поднят груз, если его потенциальная энергия относительно пола первого этажа здания стала эквивалентна энергии, выделяемой при полном сгорании 1 г нефти? (Сведения о грузе см. в таблице 15.)
835. На какой высоте над поверхностью океана летела в самолете команда футболистов, в то время, когда потенциалъная энергия их футбольного мяча в самолете была эквивалентна количеству теплоты, которая выделяется при полном сгорании 1 г нефти? (О мяче см. таблицу 15.)
836. Сколько нужно сжечь каменного угля, чтобы выделилось 1,5-108 Дж энергии; 1,8-105 кДж энергии?
837. В топке котла парового двигателя сожгли торф массой 20 т. Какой массой каменного угля можно было бы заменить сгоревший торф? (Удельную теплоту сгорания торфа принять равной 1,5*107 Дж/кг.)
838. Сколько каменного угля нужно сжечь, чтобы получить столько же энергии, сколько ее выделяется при сгорании бензина объемом 6 м3?
839. 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?
840. Сколько воды, взятой при температуре 14 °С, можно нагреть до 50 °С, сжигая спирт массой 30 г и считая, ч го вся выделяемая при горении спирта энергия идет на нагревание воды?
841. На сколько изменится температура воды объемом 100 л, если считать, что вся теплота, выделяемая при сжигании древесного угля массой 0,5 кг, пойдет на нагревание воды?
842. На сколько изменится температура воды, масса которой 22 кг, если ей передать всю энергию, выделившуюся при сгорании керосина массой 10 г?