Задача №1006 Сборник задач по физике Лукашика и Ивановой
Дано:
\({c}_{1}=4200\,\frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot ^{\circ}{С}}\)
\({c}_{2}=250\,\frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot ^{\circ}{С}}\)
\({c}_{3}=250\,\frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot ^{\circ}{С}}\)
\({c}_{4}=500\,\frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot ^{\circ}{С}}\)
\({c}_{5}=380\,\frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot ^{\circ}{С}}\)
\({V}_{1}=5\cdot {10}^{-4}\,{м}^{3}\)
\({\rho}_{1}=1000\,{\text{кг/м}}^{3}\)
\({m}_{2}=0.5\,\text{кг}\)
\({V}_{3}=2\cdot {10}^{-6}\,{м}^{3}\)
\({\rho}_{3}=10500\,{\text{кг/м}}^{3}\)
\({V}_{4}=0.5\,{м}^{3}\)
\({\rho}_{4}=7800\,{\text{кг/м}}^{3}\)
\({m}_{5}=200\,\text{кг}\)
\(\Delta t=1\,^{\circ}С\)
\({Q}_{1}=?\)
\({Q}_{2}=?\)
\({Q}_{3}=?\)
\({Q}_{4}=?\)
\({Q}_{5}=?\)
Решение:
Масса воды
$${m}_{1}={\rho}_{1} \cdot {V}_{1}$$
$${m}_{1}=1000\,{\text{кг/м}}^{3}\cdot 5\cdot {10}^{-4}\,{м}^{3}=0.5\,\text{кг}$$
Количество теплоты, которое требуется для изменения температуры воды на \(1\) °С
$${Q}_{1}={c}_{1} \cdot {m}_{1} \cdot \Delta t$$
$${Q}_{1}={4200\,\frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot ^{\circ}{С}}}\cdot{0.5\,\text{кг}}\cdot 1\,^{\circ}С=2100\,\text{Дж}$$
Количество теплоты, которое требуется для изменения температуры олова на \(1\) °С
$${Q}_{2}={c}_{2} \cdot {m}_{2} \cdot \Delta t$$
$${Q}_{2}={250\,\frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot ^{\circ}{С}}}\cdot{0.5\,\text{кг}}\cdot 1\,^{\circ}С=125\,\text{Дж}$$
Масса серебра
$${m}_{3}={\rho}_{3} \cdot {V}_{3}$$
$${m}_{3}=10500\,{\text{кг/м}}^{3}\cdot 2\cdot {10}^{-6}\,{м}^{3}=0.021\,\text{кг}$$
Количество теплоты, которое требуется для изменения температуры серебра на \(1\) °С
$${Q}_{3}={c}_{3} \cdot {m}_{3} \cdot \Delta t$$
$${Q}_{3}={250\,\frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot ^{\circ}{С}}}\cdot{0.021\,\text{кг}}\cdot 1\,^{\circ}С=5.25\,\text{Дж}$$
Масса стали
$${m}_{4}={\rho}_{4} \cdot {V}_{4}$$
$${m}_{4}=7800\,{\text{кг/м}}^{3}\cdot 0.5\,{м}^{3}=3900\,\text{кг}$$
Количество теплоты, которое требуется для изменения температуры стали на \(1\) °С
$${Q}_{4}={c}_{4} \cdot {m}_{4} \cdot \Delta {t}_{4}$$
$${Q}_{4}={500\,\frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot ^{\circ}{С}}}\cdot{3900\,\text{кг}}\cdot 1\,^{\circ}С=1.95\cdot {10}^{6}\,\text{Дж}$$
Количество теплоты, которое требуется для изменения температуры латуни на \(1\) °С
$${Q}_{5}={c}_{5} \cdot {m}_{5} \cdot \Delta {t}_{5}$$
$${Q}_{5}={380\,\frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot ^{\circ}{С}}}\cdot{200\,\text{кг}}\cdot 1\,^{\circ}С=76000\,\text{Дж}$$
Ответ: \({Q}_{1}=2100\,\text{Дж}\),
\({Q}_{2}=125\,\text{Дж}\),
\({Q}_{3}=5.25\,\text{Дж}\),
\({Q}_{4}=1.95\cdot {10}^{6}\,\text{Дж}\),
\({Q}_{5}=76000\,\text{Дж}\).
\({Q}_{2}=125\,\text{Дж}\),
\({Q}_{3}=5.25\,\text{Дж}\),
\({Q}_{4}=1.95\cdot {10}^{6}\,\text{Дж}\),
\({Q}_{5}=76000\,\text{Дж}\).