Удельная теплоёмкость: Что мы узнали. Вопросы и задания

Что мы узнали

Количество теплоты, которое надо передать телу, чтобы нагреть его от начальной температуры t_Н до конечной температуры t_K, находят по формуле Q = cm(t_K - t_Н), где m — масса тела, с — удельная теплоёмкость вещества, из которого состоит тело.

Если теплопередача происходит только между двумя телами, то количество теплоты Q₁, которое отдаёт более нагретое тело, равно количеству теплоты Q₂, которое получает менее нагретое тело: Q₁ = Q₂ Это соотношение называют уравнением теплового баланса.

Вопросы и задания

Первый уровень

1. Опишите физические величины, входящие в формулу Q = cm(t_K - t_Н).

2. Объясните, почему удельная теплоёмкость характеризует вещество, а не тело.

3. Для нагревания металлического бруска массой 1 кг на 10 °С ему сообщили количество теплоты 3,9 кДж. Из какого металла может быть сделан брусок?

4. Какое количество теплоты надо сообщить воде массой 10 кг для нагревания на 10 °С?

5. Расскажите, какие особенности климата обусловлены большой удельной теплоёмкостью воды.

6. Следствием какого закона природы является уравнение теплового баланса?

7. С какой целью уменьшают теплопередачу от внутреннего стакана калориметра окружающей среде?

Второй уровень

8. В калориметр, содержащий некоторую массу воды при температуре 20 °С, опустили вынутый из кипятка медный цилиндр такой же массы. Нагреется ли вода до 30 °С?

9. Для нагревания свинцового и алюминиевого брусков на 10 °С им необходимо сообщить одинаковое количество теплоты. Масса какого бруска больше и во сколько раз?

10. Сколько кипятка надо налить в ванночку для купания ребёнка, содержащую 20 л воды при температуре 20 °С, чтобы температура смеси стала равной 36 °С? Примите, что теплообмена с ванночкой и окружающим воздухом не происходит.

11. При падении с какой высоты вода могла бы закипеть при ударе о землю, если бы половина механической энергии воды превращалась в её внутреннюю энергию? Начальная температура воды 20 °С.

12. Составьте задачу по теме «Уравнение теплового баланса», ответом которой было бы «На 20 °С».

Домашняя лаборатория

Налейте в литровую банку 0,5 л холодной воды из-под крана. Измерьте температуру воды. Осторожно долейте банку доверху кипятком (лейте его не на стенки банки, а в воду!). Размешайте воду в банке и измерьте её температуру. Сравните её с температурой, найденной с помощью уравнения теплового баланса в предположении, что теплопередачей окружающей среде можно пренебречь. Сделайте вывод: оправдано ли в данном случае такое предположение?