Зборнік задач па фізіцы
8 клас
Памер: 144с.
Мінск 2012
144. * Пры спальванні бензіну ў аўтамабільным рухавіку за прамежак часу t = 2,0 с страты энергіі склалі Q = 0,30 МДж, пры гэтым рухавік развіў магутнасць Р = 50 кВт. Вызначце ККДз рухавіка.
145. Каструлю з вадой аб'ёмам Vj = 2,0 л паставілі на газавую гарэлку. Залежнасць тэмпературы вады ад часу прадстаўлена на малюнку 14. Якая маса газы згарала кожную мінуту, калі ККДз гарэлкі р = 20 %?
23
Мал. 14
146. * Легкавы аўтамабіль прайшоў шлях s = 320 км з сярэдняй скорасцю <&> = 80 — і зрасходаваў пры гэтым бензін аб'ёмам ч
V = 20 л. Вызначце сярэднюю магутнасць рухавіка аўтамабіля на гэтым шляху, калі толькі трэцяя частка цеплаты, якая вылучылася пры згаранні бензіну, выкарыстоўвалася карысна.
147. а Ацаніце масу мазуту, які неабходна спаліць на цеплаэлект-растанцыі, каб павялічыць тэмпературу паветра ў вашай кватэры на Af = 5 °C.
6
Плаўленне і крышталізацыя. Удзельная цеплата плаўлення
Пытанні для самакантролю
• У чым заключаюцца працэсы плаўлення і крьішталізацьіі?
• На што расходуецца энергія, паглынаемая рэчывам пры плаў-ленні? Ці змяняецца пры гэтым тэмпература рэчыва?
• Што называюць удзельнай цеплатой плаўлення рэчыва?
• Па якой формуле разлічваюць колькасць цеплаты, неабходную для плаўлення рэчыва?
24
Прыклады рашэння задач
Прыклад 1. Нагрэтую жалезную балванку масай тж = 2,0 кг паставілі на лёд, які мае тэмпературу £л = -10 °C. У выніку ахала-джэння балванкі да тэмпературы £ = 0 °C пад ёй расплавілася тл = 150 г лёду. Да якой тэмпературы была нагрэта балванка? Страты цеплаты не прымаць да ўвагі.
Дадзена: Раійэнне.
тж = 2,0 кг Запішам ураўненне цеплавога балансу:
£л = -10 °C £ = 0,0 °C Qi = Q2 + 0з>
тл = 150 г = 0,150 кг дзе
сл=2100-^ = Qi = сж тж(іж - £) — колькасць цеплаты,
кг • °C аддадзеная балванкай пры ахаладжэнні да
= 2J ю'-^ тэмпературы £ = 0,0 °C.
’ кг•°C Дж Q2 - сл ’ тл({ _ ^л) — колькасць цеплаты,
с - 460 ж кг ■ °C атрыманая лёдам пры награванні ад тэмпе-
- Дж ратуры £л = -10 °C да тэмпературы £ = 0 °C.
X = 3,33 • ю5 — кг Оз = \тл — колькасць цеплаты, неабходная
сж для плаўлення лёду.
’ W«(C - f) = с- mAt - tA + Xm.,, паколькі t = 0,0 °C, to
£ж
2,1103 Дж 0,150кг10°С + 3,33 1 05 ^ 0,150кг кг ■ °C кг
460 Дж -2,0кг кг • °C
= 58 °C.
Адказ: Іж = 58 °C.
25
Прыклад 2. Кавалку волава масай т = 200 г, які мае тэмпературу t = 222 °C, паступова перадалі Q = 2,0 кДж цеплаты. Пабудуйце графік залежнасці тэмпературы волава ад колькасці перададзенай цеплаты. Скорасць падачы цеплаты лічыць пастаяннай.
Рашэнне. Для пабудовы графіка складзём табліцу значэнняў перададзенай цеплаты і адпаведнай тэмпературы волава. Разлічым, колькі цеплаты трэба перадаць, каб тэмпература волава дасягнула тэмпературы плаўлення іш = 232 °C, гэта значыць павялічылася на At = 10 °C.
Q. = cm At = 250 • 0,200 кг • 10 °C = 500 Дж = 0,50 кДж. кг • °C
Тады астатняя частка цешіаты Q2 = Q_ Qi= 2,0 кДж- 0,50 кДж = = 1,5 кДж зрасходавана на плаўленне. Пры гэтым усё волава не расплавіцца, бо на гэта спатрэбілася б:
Q2 = ^ = 60,3 — • 0,200 кг = 12 кДж.
кг
148. Чаму ў радыятары аўтамабіляў узімку заліваюць незамяр-зальную сумесь, так званы антыфрыз, а не ваду?
149. Чаму паяльнікам нельга расплавіць кавалак меднага дроту, у той час як алавяны прыпой плавіцца вельмі лёгка?
26
150. Ці можна замарозіць ваду, кінуўшы ў яе лёд? Адказ аргу-ментуйце.
151. Ці можна пры звычайных умовах волава расплавіць у вадзе? Адказ аргументуйце.
152. * Чаму жалезныя прылады працы, зброю людзі навучыліся вырабляць пазней за бронзавыя?
153. Чаму вясной каля вялікіх вадаёмаў лісце на дрэвах распус-каецца пазней?
154. Чаму ў вялікія маразы ў скляпы ўносяць ёмістасці з вадой?
155. Чаму ртутныя тэрмометры не выкарыстоўваюць для вымя-рэння тэмпературы паветра на Крайняй Поўначы?
156. Якое фізічнае тлумачэнне можна даць прыказцы «Куй жалеза, пакуль гарачае»?
157. Якая колькасць цеплаты неабходна для плаўлення серабра масай т = 1,0 г, узятага пры тэмпературы плаўлення?
158. Якая колькасць цеплаты вылучаецца пры крышталізацыі вадкага кіслароду масай т = 2,0 кг пры звычайным атмасферным ціску і тэмпературы t = -219 °C?
159. Для плаўлення некаторага металу масай т = 0,50 кг, узя-тага пры тэмпературы плаўлення, спатрэбілася колькасць цеплаты Q= 12,4 кДж. Які метал плавіўся?
160. Вызначце масу лёду, тэмпература якога t = 0,00 °C, калі для яго плаўлення неабходна колькасць цеплаты Q= 1,34 МДж.
161. Вызначце шчыльнасць лёду пры тэмпературы t = 0,00 °C, калі вядома, іпто для плаўлення лёду аб'ёмам V = 1,00 дм3 патра-буецца колькасць цеплаты Q = 301,5 кДж.
162. Вызначце аб'ём гліцэрыны, калі пры яе крышталізацыі вылучылася колькасць цеплаты |Q| = 240 кДж. Шчыльнасць гліцэ-рыны р = 1200 ^. Удзельная цеплата плаўлення гліцэрыны м'
Ь 1,99 ■ 105 —.
кг
163. Для якіх рэчываў пабудаваны графікі залежнасці модуля колькасці цеплаты, якая вылучаецца пры крышталізацыі вадкасці, ад яе масы (мал. 16)? Вызначце колькасць цеплаты, якая вылу-чаецца пры крышталізацыі рэчыва масай т = 3,0 кг з большай удзельнай цеплатой плаўлення.
27
164. Для якога рэчыва пабудаваны схематычны графік залеж-насці тэмпературы ад часу (мал. 17)? Да якіх станаў рэчыва адно-сяцца ўчасткі I і II графіка?
165. Начарціце прыкладныя графікі залежнасці тэмпературы рэчыва ад часу для наступных працэсаў пераходу:
а) вада (пры тэмпературы ^ = 25 °C) -> лёд (пры тэмпературы t2 = 0,0 °C);
б) вада (пры тэмпературы ^ = 15 °C ) -> лёд (пры тэмпературы Г2 = -20 °C);
28
в) лёд (пры тэмпературы t{ = 0,0 °C) —> вада (пры тэмпературы t2 = 60 °C);
г) лёд (пры тэмпературы t^ = -10 °C ) -> вада (пры тэмпературы t2 - 30 °C );
д) свінец (пры тэмпературы tj = 100 °C) -> свінец (пры тэмпе-ратуры t2 = 240 °C);
е) ртуць (пры тэмпературы tr = 20 °C) —> ртуць (пры тэмпера-туры t2 = -50 °C).
166. У каларыметр, які змяшчае некаторую колькасць лёду, тэмпература якога t{ = 0,0 °C, улілі ваду масай т2 = 0,50 кг, якая мае тэмпературу t2 = 30 °C. Вызначце масу лёду, калі тэмпература сумесі стала роўнай і3 = 0,0 °C, а лёд цалкам растаў. Страты цепла-ты на нагрэў каларыметра і навакольнага асяроддзя не прымаць да ўвагі.
167. Выкарыстоўваючы графік залежнасці колькасці цеплаты, паглынаемай пры плаўленні рэчыва, нагрэтага да тэмпературы плаўлення, ад яго масы (мал. 18), вызначце колькасць цеплаты, неабходную для плаўлення рэчыва масай т = 2,5 кг, узятага пры тэмпературы t = 20 °C. Што гэта за рэчыва?
168. Знайдзіце аб'ём вады, якая закрышталізавалася, калі пры крышталізацыі вылучылася такая ж колькасць цеплаты, што і пры крышталізацыі спірту масай т = 2,0 кг.
169. У каларыметр, які змяшчае драблёны лёд масай тх = 100 г, тэмпература якога £j = 0,0 °C, кідаюць алюмініевы шарык масай т2 = 200 г, які мае тэмпературу t2 = 50 °C. Ці ўвесь лёд растане?
29
170. Выкарыстоўваючы даныя з умовы папярэдняй задачы, вызначце суадносіну масы вады да першапачатковай масы лёду ў каларыметры.
171. Знайдзіце масу мазуту, пры поўным згаранні якога вылу-чаецца колькасць цеплаты, дастатковая для плаўлення лёду масай т = 100 г.
172. Знайдзіце аб'ём вады, якая мае тэмпературу (=20 °C, пры крышталізацыі якой вылучаецца такая ж колькасць цеплаты, што і пры поўным згаранні бензіну масай т= 1,0 кг.
173. Ведаючы, што пры поўным згаранні газы аб'ёмам V= 30,0 мл вылучаецца колькасць цеплаты, дастатковая для награвання і плаў-лення серабра масай ттг = 10,0 кг, вызначце пачатковую тэмпературу серабра.
174. У каларыметр, які змяшчае лёд масай т{ = 0,10 кг, тэмпе-ратура якога tx = 0,0 °C, улілі ваду масай т2 = 0,50 кг, узятую пры тэмпературы t2 = 70 °C. Вызначце канчатковую тэмпературу вады ў каларыметры. Цеплаёмістасць каларыметра не прымаць да ўвагі.
175. * Лёду масай m = 1,0 кг, узятаму пры тэмпературы £ = -50 °C, перадалі колькасць цеплаты Q = 520 кДж. Пабудуйце графік залежнасці тэмпературы сістэмы ад колькасці цеплаты. Скорасць паступлення цеплаты лічыць пастаяннай.
176. У каларыметр, які змяшчае снег масай т1 = 100 г, тэмпера-тура якога t{ = 0,0 °C, апусцілі жалезную гірку масай т2 = 200 г, якая мае тэмпературу t2 = 100 °C. Колькі вады ўтварылася ў кала-рыметры? Цеплаёмістасць каларыметра не прымаць да ўвагі.
177. У цеплаізаляваную пасудзіну налілі ваду масай m( = 2,0 кг, тэмпература якой t{ = 10 °C, і паклалі столькі ж лёду, узятага пры тэмпературы t2 = -10 °C. Якая частка лёду пры гэтым расплавіцца?
178. * Якая частка вады можа замерзнуць, калі ва ўмове па-пярэдняй задачы маса вады т = 0,50 кг?
179. * Вада, змешчаная ў маразільную камеру халадзільніка, аха-лоджваецца ад тэмпературы tj = 20 °C да тэмпературы t2 = 0,0 °C за прамежак часу т = 10 мін. За які прамежак часу чвэрць масы гэтай вады ператворыцца ў лёд?
180. * Па выніках эксперыменту вучні пабудавалі графік залеж-насці тэмпературы лёду масай т = 0,20 кг, які награваецца на электрычнай плітцы, ад часу (мал. 19). Па даных графіка вызначце
30
электрычную магутнасць пліткі. Цеплаёмістасць каларыметра і цеплавыя страты не прымаць да ўвагі. Заўвага. Для вызначэння электрычнай магутнасці пліткі можна разгледзець працэс награ-вання лёду ці вады.
181. * На малюнку 20 прадстаўлены змяненні аб'ёмаў лёду і вады пры награванні. Што паказваюць участкі AB, ВС, CD і DE на графіку? Вызначце па графіку тэмпературу крышталізацыі вады. Пры якой тэмпературы шчыльнасць вады найбольшая? Заўвага. Па восі ардынат адкладзены значэнні аб'ёмаў ва ўмоўных адзінках.
31
182. * На графіках прадстаўлены змяненні аб'ёмаў свінцу (мал. 21, а) і воску (мал. 21, б) пры награванні. Пры якой тэмпе-ратуры плавіцца свінец? Якому працэсу адпавядае вертыкальны адрэзак на малюнку 21, а? Ці ёсць такі адрэзак на малюнку 21, б? Ці можна па графіку вызначыць тэмпературу плаўлення воску? Чаму?
0 250 300 350 400 t, °C 0 20 40 60 80 t, °C
Мал. 21
183. а Ацаніце колькасць цеплаты, паглынаемую вясной пры раставанні лёду на школьным катку.
184. а Вучань, які хацеў хутчэй закончыць сняданак, вырашыў астудзіць чай марожаным. У шклянку, якая мае пакаёвую тэмпе-ратуру, ён наліў гарачага чаю і паклаў дзве лыжкі марожанага, вынятага з маразільнай камеры. Ацаніце тэмпературу чаю пасля раставання марожанага.
КНІГІ ОНЛАЙН
