Ученикам 8 класса вопрос определи, какое количество теплоты получили алюминиевая кастрюля массой 232 г и находящаяся в ней вода объёмом 1, 4 л при нагревании от 29°c до кипения при температуре 100°c. удельная теплоёмкость алюминия равна 920 дж/(кг·°c), удельная теплоёмкость воды — 4200 дж/(кг·°c), плотность воды — 1000 кг/м³.

А)Дано:

m1=200 г.=0,2 кг.(масса алюминиевой кастрюли)

q2=1000 кг./м^3 (плотность воды)

c1=920 Дж./кг.*градус С (удельная теплоемкость алюминиевой кастрюли)

c2=4200 Дж./кг.*градус С (удельная теплоемкость воды)

V=1,5 л.=0,0015 м^3 (объем он и для воды ,и для кастрюли одинаковый)

t=100 гр.С (конечная температура)

t0=20 гр.С (начальная температура)

Найти:

Q1,Q2,Q

1)Q1= c1*m1*(t-t0)=c1*q1*V*(t-t0)=920 Дж./кг.*гр.С*0,2 кг.*(100 гр.С-20 гр.С)=14720 Дж.

2)Q2=c2*m2*(t-t0); m2=q2*V= 1000 кг./м^3*0,0015 м^3=1,5 кг.

Q2=4200 Дж./кг.*гр.С*1,5 кг.*(100гр.С-80 гр.С)= 126000 Дж.

3)Q=Q1+Q2= 14720 Дж.+126000 Дж.=140720 Дж. (общее кол-во теплоты)

по АНАЛОГИИ К ЕТОЙ ЗДЕЛАЙ

T = 2π √(m/k)
____________________________

из формулы периода пружинного маятника мы видим, что T ~ √m

так как в задаче фигурирует одна и та же пружина, то ее жесткость в обоих случаях одинакова, и рассматривать зависимость T ~ 1/√k не нужно

m = p V

из формулы массы: m ~ p

плотность в первом случае (плотность меди): p1 = 8900 кг/м³
плотность во втором случае (плотность алюминия): p2 = 2710 кг/м³

из формулы массы: m ~ V

объем в первом случае: V1 = (4/3) * π R³
объем во втором случае: V2 = (4/3) * π 8 R³

из вышеприведенных данных составляем систему для T1 и T2:



тогда период колебаний изменится на величину, равную:

4.

как к пружине подвесили первый груз, спустя некоторое время система пружина - груз уравновесилась и сила тяжести, действующая на груз, и сила упругости, скомпенсировались:

Fупр = Fтяж,

k Δx = mg,

Δx = mg / k.

при подвешивании второго груза, удлинение нижней части пружины не происходило, но верхняя ее часть удлинилась вдвое

то есть, верхняя часть удлинилась на mg/k, а нижняя mg/2k

таким образом, общее удлинение пружины составило: 

Δx = (mg/k) + (mg/2k) = 3mg / 2k.

следовательно, общая длина пружины равна:

L = l + Δx = 0.04 + 1.5*(2/100) = 0.07 м или 7 см

5.

так как колба открыта, то давление в ней равно атмосферному

по закону Менделеева-Клапейрона: P V = m R T / M

разделим обе части на объем:

P = p R T / M,

p = (P M) / (R T).

тогда искомое отношение равно:

p0 / p = T / T0.

p0 / p = 450 / 300 = 1.5

6.

по 1 закону термодинамики: Q = A + ΔU

так как P = const, то A = P ΔV

Q = P ΔV + (i/2) P ΔV = P ΔV + 1.5 P ΔV = 2.5 P ΔV = 2.5 A

следовательно, A = Q / 2.5.

A = 43 / 2.5 = 17.2 Дж