121ФИПИ B5CDC6№ 19Күрделі В жаркий день туристы налили холодную воду из колодца в две одинаковые стеклянные бутылки. Одну из них завернули в сухое полотенце, а другую — в мокрое полотенце. Вода в какой бутылке нагреется…
- 1
В жаркий день вода с поверхности мокрого полотенца испаряется.
- 2
Для испарения необходима энергия. Она отбирается от мокрого полотенца, бутылки и воды внутри неё, поэтому температура этой бутылки повышается медленнее.
Ещё 1 қадам — толық шешімде
122ФИПИ CD40D0№ 19Күрделі Какая доска на ощупь кажется более холодной: сухая или влажная, если температура досок одинакова и равна комнатной? Ответ поясните.
- 1
Более холодной на ощупь кажется влажная доска, хотя температура обеих досок одинакова.
- 2
Влага с поверхности влажной доски испаряется. На испарение требуется энергия, поэтому часть теплоты отводится от руки, соприкасающейся с влажной поверхностью.$$Q = Lm$$
Ещё 1 қадам — толық шешімде
123ФИПИ D563EA№ 19Күрделі Сжатый газ находится в закрытом сосуде. Когда открывают сосуд, газ быстро из него выходит. Как изменится температура газа в процессе такого быстрого расширения? Ответ поясните.
- 1
Расширение происходит быстро, поэтому газ практически не успевает обменяться теплом с окружающей средой: $Q \approx 0$.
- 2
При расширении газ совершает работу против внешних сил, поэтому его внутренняя энергия уменьшается: $\Delta U = Q - A \approx -A < 0$.
Ещё 1 қадам — толық шешімде
124ФИПИ E244F1№ 19Күрделі Два спиртовых термометра — большой и маленький — сделаны из одинакового материала. Большой термометр значительно тяжелее и содержит, соответственно, бо́льшую массу спирта. Термометры опустили в два…
- 1
До погружения термометры имеют температуру ниже температуры кипятка, поэтому при контакте с водой получают теплоту, а вода отдаёт теплоту и охлаждается.
- 2
Большой термометр содержит большую массу спирта и изготовлен из того же материала, что и маленький. Следовательно, его теплоёмкость больше: для повышения его температуры на один градус требуется большее количество теплоты.$$C = cm$$
Ещё 2 қадам — толық шешімде
125ФИПИ EF3A5F№ 19Күрделі В какую погоду — тихую или ветреную — Адам переносит мороз легче? Жауап поясните.
- 1
Человек постоянно отдаёт тепло окружающему воздуху.
- 2
В тихую погоду около тела сохраняется слой воздуха, нагретого телом. Этот слой частично уменьшает дальнейшую теплоотдачу.
Ещё 1 қадам — толық шешімде
126ФИПИ 0730EA№ 20Күрделі Какое количество воды можно нагреть от начальной температуры $t_1 = 20\ ^\circ\mathrm{C}$ до температуры кипения, если сжечь $168\ \text{г}$ керосина? Считать, что вся энергия, выделяющаяся при…
- 1
При сгорании керосина выделяется количество теплоты:$$Q = q m_\text{к}$$
- 2
Количество теплоты, необходимое для нагревания воды:$$Q = c m_\text{в}(t_2 - t_1)$$
Ещё 2 қадам — толық шешімде
127ФИПИ 23C832№ 20Күрделі Смешали две порции воды: $400\ \text{г}$ при температуре $t_1 = 25\ ^\circ\text{C}$ и $100\ \text{г}$ при $t_2 = 100\ ^\circ\text{C}$. Определите температуру получившейся смеси. Теплообменом с…
- 1
Более холодная вода получает количество теплоты, а более горячая вода отдаёт его. По условию теплообмен с окружающей средой отсутствует, поэтому составим уравнение теплового баланса.$$m_1 c (t - t_1) = m_2 c (t_2 - t)$$
- 2
Подставим значения масс и температур. Удельная теплоёмкость воды сокращается в обеих частях уравнения.$$400(t - 25) = 100(100 - t)$$
Ещё 1 қадам — толық шешімде
В сосуд с водой поместили кусок льда, масса которого в 2 раза больше массы воды. На рисунке изображён процесс теплообмена между водой и льдом. К окончанию процесса теплообмена оказалось, что…
- 1
По графику лёд сначала нагревается от $-10\ ^\circ\mathrm{C}$ до $0\ ^\circ\mathrm{C}$ на участке длиной 2 деления, а затем плавится на участке длиной 6 делений. Поэтому теплота, полученная льдом при нагревании, составляет треть теплоты…$$Q_{\text{нагрев}}=\frac{2}{6}Q_{\text{плавл}}=\frac{1}{3}m_{\text{раст}}\lambda$$
- 2
Используем табличные значения: $\lambda=3{,}3\cdot10^5\ \mathrm{Дж/кг}$, $c_{\text{льда}}=2100\ \mathrm{Дж/(кг\cdot{}^\circ C)}$. Теплота плавления 105 г льда равна:$$Q_{\text{плавл}}=0{,}105\cdot3{,}3\cdot10^5=34650\ \mathrm{Дж}$$
Ещё 3 қадам — толық шешімде
129ФИПИ 7BE789№ 20Күрделі 4 кг воды, взятой при температуре $70\ ^\circ\mathrm{C}$, смешали с водой, температура которой $30\ ^\circ\mathrm{C}$. Установившаяся температура смеси равна $40\ ^\circ\mathrm{C}$. Определите массу…
- 1
При отсутствии теплообмена с сосудом количество теплоты, отданное горячей водой, равно количеству теплоты, полученному холодной водой.$$Q_{\text{отд}}=Q_{\text{пол}}$$
- 2
Запишем уравнение теплового баланса для двух порций воды.$$c m_1(t_1-t)=c m_2(t-t_2)$$
Ещё 2 қадам — толық шешімде
130ФИПИ CDC914№ 20Күрделі Какова масса воды, если известно, что при охлаждении на $7\ ^\circ\mathrm{C}$ помещённой в неё медной детали массой $300\ \mathrm{г}$ вода нагрелась на $1\ ^\circ\mathrm{C}$? Тепловыми потерями в…
- 1
Так как тепловыми потерями можно пренебречь, количество теплоты, отданное медной деталью, равно количеству теплоты, полученному водой.$$Q_{\text{м}}=Q_{\text{в}}$$
- 2
Запишем уравнение теплового баланса через массу, удельную теплоёмкость и изменение температуры.$$m_{\text{м}}c_{\text{м}}\Delta T_{\text{м}}=m_{\text{в}}c_{\text{в}}\Delta T_{\text{в}}$$
Ещё 2 қадам — толық шешімде
131ФИПИ DE6435№ 20Күрделі Какова масса медного шарика, прогретого в кипящей воде, если при помещении его в лёд, имеющий температуру $0\ ^\circ\mathrm{C}$, образовалось 12 г воды? Считать, что вся энергия, выделяющаяся при…
- 1
Медный шарик остывает от температуры кипящей воды до $0\ ^\circ\mathrm{C}$ и передаёт льду количество теплоты.$$Q_{\text{ш}}=m_{\text{ш}}c_{\text{м}}(100-0)$$
- 2
На плавление льда массой 12 г расходуется количество теплоты:$$Q_{\text{л}}=m_{\text{л}}\lambda=0{,}012\cdot3{,}3\cdot10^5\ \text{Дж}$$
Ещё 3 қадам — толық шешімде
В сосуд с водой поместили кусок льда, масса которого в 2 раза больше массы воды. На рисунке изображён процесс теплообмена между водой и льдом. К окончанию процесса теплообмена оказалось, что…
- 1
По графику процесс нагревания льда от $-10\ ^\circ\mathrm{C}$ до $0\ ^\circ\mathrm{C}$ занимает 4 деления по оси $Q$, а процесс плавления — 3 деления.$$Q_{\text{наг}}:Q_{\text{плав}}=4:3$$
- 2
Количество теплоты, необходимое для нагревания первоначальной массы льда $m$ до температуры плавления, равно:$$Q_{\text{наг}}=m c_{\text{льда}}\Delta t=m\cdot2100\cdot10$$
Ещё 3 қадам — толық шешімде
133ФИПИ F8FCE2№ 20Күрделі Нагретый камень массой $5\ \text{кг}$, охлаждаясь на $4\ ^\circ\text{C}$ в воде массой $2\ \text{кг}$, нагревает её на $1\ ^\circ\text{C}$. Чему равна удельная теплоёмкость камня? Тепловыми потерями…
- 1
Так как тепловыми потерями можно пренебречь, количество теплоты, отданное камнем, равно количеству теплоты, полученному водой.$$Q_{\text{камня}} = Q_{\text{воды}}$$
- 2
Количество теплоты при изменении температуры определяется формулой $Q = cm\Delta t$. Запишем уравнение теплового баланса для камня и воды.$$c_{\text{к}}m_{\text{к}}\Delta t_{\text{к}} = c_{\text{в}}m_{\text{в}}\Delta t_{\text{в}}$$
Ещё 1 қадам — толық шешімде
134ФИПИ 1FCE75№ 21Күрделі Какое количество керосина израсходовали двигатели самолёта, пролетевшего расстояние 500 км со средней скоростью 250 км/ч, если средняя полезная мощность его двигателей равна 2300 кВт? КПД двигателей…
- 1
Переведём расстояние, скорость и мощность в единицы СИ:$$s = 500\ \text{км} = 5{,}0 \cdot 10^5\ \text{м},\quad v = 250\ \text{км/ч},\quad P = 2300\ \text{кВт} = 2{,}3 \cdot 10^6\ \text{Вт}$$
- 2
Найдём время полёта:$$t = \dfrac{s}{v} = \dfrac{500}{250}\ \text{ч} = 2\ \text{ч} = 7200\ \text{с}$$
Ещё 3 қадам — толық шешімде
135ФИПИ 058F63№ 22Күрделі Сжигая 80 г бензина, воду массой 5 кг нагревают от 20 °C до 100 °C и частично переводят в пар. Сколько воды превратилось в пар, если при сгорании бензина 60 % энергии передаётся на нагревание воды?
- 1
Запишем энергию, переданную воде при сгорании бензина. Используем удельную теплоту сгорания бензина $q = 4{,}6 \cdot 10^7\ \text{Дж/кг}$.$$Q_\text{полезн} = \eta q m_\text{топл}$$
- 2
Переведём массу бензина в килограммы и вычислим полезную энергию:$$Q_\text{полезн} = 0{,}6 \cdot 4{,}6 \cdot 10^7 \cdot 0{,}08 = 2{,}208 \cdot 10^6\ \text{Дж}$$
Ещё 3 қадам — толық шешімде
136ФИПИ 2A1DE5№ 22Күрделі В алюминиевый калориметр массой 50 г налито 120 г воды и опущена спираль сопротивлением 2 Ом, подключённая к источнику напряжением 5 В. На сколько градусов нагреется калориметр с водой за 11 мин…
- 1
Переведём время и массы в единицы СИ:$$t = 11 \cdot 60 = 660\ \text{с},\quad m_\text{в} = 0{,}120\ \text{кг},\quad m_\text{ал} = 0{,}050\ \text{кг}$$
- 2
Найдём мощность электрического тока в спирали:$$P = \dfrac{U^2}{R} = \dfrac{5^2}{2} = 12{,}5\ \text{Вт}$$
Ещё 4 қадам — толық шешімде
137ФИПИ 58BE52№ 22Күрделі Имеется два одинаковых электрических нагревателя. При последовательном соединении они нагревают 1 л воды на 80 °С за 14 мин. Чему равна мощность каждого нагревателя? Потерями энергии пренебречь.
- 1
Масса воды объёмом 1 л равна примерно 1 кг. Количество теплоты, полученное водой, определяется по формуле:$$Q = cm\Delta T$$
- 2
Поскольку потерями энергии пренебрегают, электрическая энергия нагревателей полностью переходит во внутреннюю энергию воды. Время нагревания равно:$$t = 14\cdot 60 = 840\ \mathrm{с}$$
Ещё 2 қадам — толық шешімде
138ФИПИ 893172№ 22Күрделі В электрочайнике с сопротивлением нагревательного элемента $12{,}1\ \Omega$ находится некоторая масса воды при температуре $20\ ^\circ\mathrm{C}$. Электрочайник включили в сеть с напряжением…
- 1
Мощность, потребляемая электрочайником из сети, равна:$$P = \dfrac{U^2}{R} = \dfrac{220^2}{12{,}1} = 4000\ \mathrm{Вт}$$
- 2
Переведём время работы в секунды:$$t = 11\ \text{мин} = 660\ \mathrm{с}$$
Ещё 3 қадам — толық шешімде
139ФИПИ A815C7№ 22Күрделі Две спирали электроплитки сопротивлением по $10\ \Omega$ каждая соединены последовательно и включены в сеть с напряжением $220\ \text{В}$. Вода массой $1\ \text{кг}$, налитая в алюминиевую кастрюлю…
- 1
Так как спирали соединены последовательно, их общее сопротивление равно:$$R = R_1 + R_2 = 10 + 10 = 20\ \Omega$$
- 2
Мощность электрического тока в спиралях:$$P = \frac{U^2}{R} = \frac{220^2}{20} = 2420\ \text{Вт}$$
Ещё 4 қадам — толық шешімде
140ФИПИ C65A58№ 22Күрделі Гиря падает на землю и ударяется о препятствие на поверхности земли. Скорость гири перед ударом равна $140\ \mathrm{м/с}$. Какова была температура гири перед ударом, если после удара температура…
- 1
Согласно условию, вся кинетическая энергия гири перед ударом превращается в количество теплоты, поглощённое гирей.$$\dfrac{mv^2}{2} = Q$$
- 2
Количество теплоты, необходимое для нагревания гири, выражается через её массу, удельную теплоёмкость и изменение температуры.$$Q = mc(T_2 - T_1)$$
Ещё 3 қадам — толық шешімде