ГДЗ Физика 7-9 классы сборник вопросов и задач к учебнику Перышкина автор Марон, Позойский, 2013
ГДЗ Физика 7-9 классы сборник вопросов и задач к учебнику Перышкина автор Марон, Позойский, 2013
Авторы: , .
Издательство: "Дрофа"
Раздел:

ГДЗ Физика 7-9 классы сборник вопросов и задач к учебнику Перышкина автор Марон. Плавление и отвердевание кристаллических тел. Удельная теплота плавления. Номер №786

По данным таблицы составьте задачи и решите их.

№ п/п Вещество m, кг $t_{0}$,°С $t_{пл}$,°С Q, кДж
1 Лёд 4 0 ? ?
2 Олово ? 232 ? 30
3 Лёд 4 20 ? ?
4 Свинец ? 27 ? 26,8
Решение
reshalka.com

ГДЗ Физика 7-9 классы сборник вопросов и задач к учебнику Перышкина автор Марон. Плавление и отвердевание кристаллических тел. Удельная теплота плавления. Номер №786

Решение 1

Вычислите количество теплоты, которое необходимо передать льду при температуре 0 °С, чтобы полностью его расплавить. Масса льда равна 4 кг.
Дано:
m = 4 кг;
$t = 0$ °С;
$λ = 34 * 10^{4}$ Дж/кг.
Найти:
Q − ?
Решение:
Количество теплоты, необходмое для плавления льда:
Q = λm;
$Q = 34 * 10^{4} * 4 = 1360 000 $ Дж = 1360 кДж.
Ответ: 1360 кДж.

Решение 2

Какая масса олова, взятого при температуре 232 °С, расплавится, если ему сообщить 30 кДж теплоты?

Дано:
Q = 30 кДж;
$t_{пл} = 232$ °С;
$λ = 6 * 10^{4}$ Дж/кг.
Найти:
m − ?
СИ:
Q = 30 000 Дж.
Решение:
Количество теплоты, необходмое для плавления олова:
Q = λm;
$m = \frac{Q}{λ}$;
$m = \frac{30000}{6 * 10^{4}} = 0,5$ кг.
Ответ: 0,5 кг.

Решение 3

Какое количество теплоты потребуется для плавления льда массой 4 кг, имеющего температуру − 20°С?

Дано:
m = 4 кг;
$t_{0}$ = −20 °С;
$t_{пл}$ = 0 °С;
$λ = 34 * 10^{4}$ Дж/кг;
$с_{л} = 2100 \frac{Дж}{кг * °С}$.
Найти:
Q − ?
Решение:
Количество теплоты, поглощаемой льдом при её нагреве и плавлении:
$Q = Q_{наг} + Q_{пл}$;
$Q_{наг} = с_{л}m (t_{пл} - t_{0})$;
$Q_{наг} = 2100 * 4 * (0 - (- 20)) = 168 000$ Дж;
$Q_{пл} = λm$;
$Q_{пл} = 34 * 10^{4} * 4 = 1 360 000$ Дж;
Q = 168 000 + 1 360 000 = 1 528 000 Дж = 1 528 кДж.
Ответ: 1 528 кДж.

Решение 4

Для плавления свинцовой заготовки, взятой при температуре 27°С, передано количество теплоты 26,8 кДж. Определите массу заготовки.
Дано:
t = 27 °С;
Q = 26,8 кДж;
$t_{пл}$ = 327 °С;
$с = 130 \frac{Дж}{кг * °С}$;
$λ = 2,5 * 10^{4}$ Дж/кг.
Найти:
m − ?
СИ:
Q = 26 800 Дж.
Решение:
Общее количество теплоты, необходимое для нагревания свинца до температуры плавления и плавления свинца:
$Q = Q_{нагр} + Q_{пл}$;
$Q_{нагр} = сm (t_{пл} - t)$;
$Q_{пл} = λ * m$;
$Q = сm (t_{пл} - t) + λ * m = m * (c * (t_{пл} - t) + λ)$;
$m = \frac{Q}{c * (t_{пл} - t) + λ}$;
$m = \frac{26800}{130 * (327 - 27) + 2,5 * 10^{4}} = 0,42$ кг.
Ответ: 0,42 кг.

Теория по заданию

Для решения задач, связанных с данной таблицей, необходимо понимать основные физические процессы, такие как нагревание, охлаждение, плавление, а также использовать формулы теплового баланса и законы сохранения энергии. Вот подробная теоретическая часть:

  1. Основные понятия:

    • Тепло — это форма энергии, которая передается между телами или системами вследствие разности температур.
    • Температура — это мера средней кинетической энергии молекул вещества.
    • Удельная теплоемкость $c$ — это физическая величина, показывающая, какое количество тепла необходимо для нагревания 1 кг вещества на 1°С.
    • Удельная теплота плавления $\lambda$ — это количество тепла, необходимое для превращения 1 кг вещества из твердого состояния в жидкое при температуре плавления.
  2. Формулы для расчета тепловой энергии:

    • Для нагревания или охлаждения вещества: $$ Q = m \cdot c \cdot \Delta t, $$ где: $Q$ — количество теплоты (Дж), $m$ — масса вещества (кг), $c$ — удельная теплоемкость вещества (Дж/кг·°С), $\Delta t$ — изменение температуры ($t_{\text{конечное}} - t_{\text{начальное}}$).
  • Для плавления вещества: $$ Q = m \cdot \lambda, $$ где: $\lambda$ — удельная теплота плавления (Дж/кг).
  1. Этапы изменения состояния вещества:

    • Нагревание до температуры плавления: Если вещество изначально находится ниже своей температуры плавления, его нужно нагреть до этой температуры. Для этого используется формула для нагревания.
    • Плавление: Когда вещество достигает температуры плавления, оно переходит из твердого состояния в жидкое. При этом температура остаётся постоянной, а энергия расходуется на преодоление сил межмолекулярного взаимодействия, что описывается формулой для плавления.
  2. Решение задач с использованием таблицы:

    • Для каждого вещества нужно учитывать начальную температуру ($t_0$), температуру плавления ($t_{пл}$) и массу ($m$).
    • Если вещество проходит этап нагревания, применяется первая формула.
    • Если происходит плавление, используется вторая формула.
    • Если известна общая энергия ($Q$), её можно использовать для обратного расчёта массы или других параметров.
  3. Удельные значения теплоемкости и теплоты плавления:

    • Для льда: $c_{\text{льда}} \approx 2100 \, \text{Дж}/\text{кг}·°\text{С}$, $\lambda_{\text{льда}} \approx 334000 \, \text{Дж}/\text{кг}$.
    • Для олова: $c_{\text{олова}} \approx 230 \, \text{Дж}/\text{кг}·°\text{С}$, $\lambda_{\text{олова}} \approx 59000 \, \text{Дж}/\text{кг}$.
    • Для свинца: $c_{\text{свинца}} \approx 130 \, \text{Дж}/\text{кг}·°\text{С}$, $\lambda_{\text{свинца}} \approx 25000 \, \text{Дж}/\text{кг}$.
  4. Порядок действий:

    • Выясните, какие данные известны (масса, температура, энергия).
    • Определите, какие процессы происходят (нагревание, плавление) и используйте соответствующие формулы.
    • Если требуется найти недостающие значения (масса, температура или энергия), проведите обратный расчёт.
    • Если вещество проходит через несколько этапов (например, нагревание + плавление), вычислите тепло для каждого этапа отдельно и суммируйте результаты.
  5. Пример последовательности действий:

    • Если задаются начальная температура ($t_0$) и температура плавления ($t_{пл}$), определите $\Delta t = t_{пл} - t_0$.
    • Рассчитайте количество теплоты, необходимое для нагревания вещества: $$ Q_{\text{нагрев}} = m \cdot c \cdot \Delta t. $$
    • Если вещество плавится, рассчитайте количество теплоты для плавления: $$ Q_{\text{плавление}} = m \cdot \lambda. $$
    • Сложите теплоту нагревания и плавления, если оба процесса происходят: $$ Q_{\text{общ}} = Q_{\text{нагрев}} + Q_{\text{плавление}}. $$

Используя приведённые формулы и значения, можно составить задачи и решать их, исходя из данных таблицы.

Пожауйста, оцените решение