Тема: Расчет количества теплоты

Тема: Расчет количества теплоты.
1. Решение задач.
Задача 1. В алюминиевой кастрюле, масса которой 800г, нагревается 5 л воды от 100С до
кипения. Какое количество теплоты пойдет на нагревание кастрюли и воды?
Дано:
m1=800г
V=5л
t1=100C
t2=1000C
= 0,8 кг
= 0,005 м3
Q-?
с1=920 Дж/кг0С
с2=4200 Дж/кг0С
=1000 кг/м3
Решение
Количество теплоты, необходимое для
нагревания кастрюли и воды:
Q=Q1+Q2, где Q1 =c1m1(t2-t1) – количество
теплоты, необходимое для нагревания
кастрюли; Q2=c2m2(t2-t1) – количество
теплоты, необходимое для нагревания воды.
Поскольку m2=V, то Q2=c2m2(t2-t1)=
=c2V(t2-t1)
Вычисления.
Q1=920 Дж/кг0С* 0,8 кг(1000С-100С)=
=6624 Дж=6, 624 кДж
Q2=4200 Дж/кг0С*1000кг/м3*0,005 м3(1000С-100С)=
=1890000 Дж=1890 кДж
Q=6,524 кДж + 1890 кДж = 1896, 524 кДж
Ответ: Q=1896, 524 Дж.
Задача №2. Вам даны сосуд с холодной водой, термометр и мензурка. Определите
количество теплоты, которое потребуется для нагревания этой воды до температуры 750С.
Решение: Количество теплоты, необходимое для нагревания воды можно вычислить по
формуле Q=cm(t2-t1). Нам неизвестны масса и начальная температура. Температуру воды
определим термометром, а с помощью мензурки – объем воды. Запишем полученные
данные:
Дано:
V=150 см3
t1=180C
t2=750C
= 0,00015 м3
Q = cm(t2-t1).
m = V
Q = cV(t2-t1)
Q-?
c = 4200 Дж/кг0С
 =1000 кг/м3
Вычисления:
Q=4200Дж/кг0С*1000кг/м3*0,00015 м3*570С=
=35910 Дж = 35, 91 кДж.
Задача №3. Какое количество теплоты пойдет на нагревание воды от 150С до 250С в
бассейне, длина которого 100 м, ширина 6 м и глубина 2 м?
Дано:
t1 = 150C
t2 = 250C
a = 100 м
b=6м
c=2м
Решение.
Количество теплоты, необходимое для нагревания воды:
Q=cm(t2-t1).
Массу воды найдем по формуле m=V.
Объем бассейна можно найти, зная его размеры:
V=abc.
С учетом этого формулу для расчета количества теплоты
можно записать в виде:
Q=cabc(t2-t1)
Q=4200Дж/кг0С*1000кг/м3*100 м*6 м*2 м*(2515)0С=50400000000 Дж=504*108 Дж.
Q-?
c = 4200 Дж/кг0С
 = 1000 кг/м3
Ответ: Q = 504*108 Дж.
Задача № 4. Определите удельную теплоемкость металла, если на нагревание бруска
массой 100 г, сделанного из этого металла, от 200С до 240С потребовалось 152 Дж
теплоты.
Дано:
m = 100г.
t1 = 200C
t2 = 240C
Q = 152 Дж
Решение:
Количество теплоты, затраченное на нагревание
металла вычисляется по формуле: Q=cm(t2-t1)
Тогда удельную теплоемкость можно вычислить
Q
по формуле: c 
m( t 2  t1 )
= 0,1 кг
c-?
Вычисления.
152Дж
c
 380Дж / кг 0С
0,1кг (240  200 )
Ответ: с = 380 Дж/кг0С. По таблице находим, что такую теплоемкость имеет латунь.
Задача № 5. На сколько градусов нагреется кусок алюминия массой 2 кг, если ему
сообщить такое количество теплоты, какое идет нагревание воды массой 880 г от 00С до
100 0С?
Дано:
m1 = 2 кг
m2 = 880г
t1 = 00C
t2 = 1000C
Q1 = Q2
= 0,88 кг
t - ?
c2 = 4200 Дж/кг0С
c1 = 920 Дж/кг0С
Решение
Количество теплоты, необходимое для нагревания
алюминия, найдем по формуле: Q1=c1m1t
Количество теплоты, необходимое для нагревания воды:
Q2 = c2m2(t2-t1).
Так как Q1 = Q2 или c1m1t = c2m2(t2-t1)
Можно найти t:
c m (t  t )
t  2 2 2 1
c1m1
Вычисления:
4200Дж / кг 0С  0,88кг (1000  00 )
t 
 2000 С
0
920Дж / кг С  2кг
Ответ: t = 2000С