Один вариант решите второй по желанию! Контрольная работа № 1 по теме: "Тепловые явления" Вариант № 1 1. Почему батареи отопления обычно внизу под окнами, а не вверху? Дать развёрнутый ответ на вопрос с указанием явления. 2. Продукты положили в холодильник, как изменилась их внутренняя энергия? Дать ответ и объяснение. 3. Сколько энергии выделилось при охлаждении куска меди массой 600 г на 250 °C? 4. Какое количество теплоты выделится при сжигании 3, 5 кг торфа? 5. Какое количество теплоты потребуется для того, чтобы в алюминиевом чайнике массой 700 г вскипятить 2 кг воды? Начальная температура воды 20 °C . 6. На сколько градусов нагреется 4 кг воды при сжигании 30 г каменного угля, если считать, что вся энергия, выделенная при сгорании угля, пойдёт на нагревание воды? Вариант № 2 1. Почему кондиционеры обычно располагают под потолком, а не вблизи пола? Дать развёрнутый ответ на вопрос с указанием явления. 2. Как изменяется внутренняя энергия чашки с горячим чаем с течением времени? Дать ответ и объяснение. 3. Сколько энергии выделится при охлаждении на 80 °C свинцовой детали массой 400 г? 4. Какое количество теплоты выделится при полном сгорании 0, 02 кг водорода? 5. Алюминиевая кастрюля массой 250 г вмещает 2 кг молока. Какое количество теплоты требуется для нагревания в этой кастрюле молока от 15 °C до 100 °C? Удельная теплоёмкость молока 3900 Дж/(кг · °C 6. Рассчитайте массу керосина, который потребуется сжечь для того, чтобы нагреть 10 кг воды от 10 °C до 80 °C, если считать, что вся энергия, выделенная при сгорании керосина, пойдёт на нагрев воды.

Вопрос 1: Почему батареи отопления обычно внизу под окнами, а не вверху? Дать развёрнутый ответ на вопрос с указанием явления.

Ответ: Батареи отопления обычно располагаются внизу под окнами из-за конвекции. Когда воздух нагревается от батареи, он расширяется и становится легче, что создает подъемную силу. Теплый воздух поднимается вверх, а на его место приходит более холодный воздух, который также нагревается и начинает подниматься. Таким образом, создается циркуляция теплого воздуха в помещении. Расположение батарей внизу обеспечивает более равномерное распределение тепла по всей комнате и улучшает эффективность отопления.

Вопрос 2: Продукты положили в холодильник, как изменилась их внутренняя энергия? Дать ответ и объяснение.

Ответ: Когда продукты помещаются в холодильник, их внутренняя энергия уменьшается. Это происходит за счет отбора тепла из продуктов и охлаждения их температуры. Холодильник содержит компрессор, который насосом сжимает хладагент, повышая его давление и температуру. Затем сжатый газ пропускается через спиральный трубчатый испаритель, где он охлаждается, выделяя тепло в окружающую среду. В результате этого процесса, продукты в холодильнике получают теплообмен с охлаждаемой средой и их температура снижается, что приводит к изменению их внутренней энергии.

Вопрос 3: Сколько энергии выделилось при охлаждении куска меди массой 600 г на 250 °C?

Ответ: Для решения этой задачи необходимо использовать уравнение теплообмена:

Q = mcΔT

где Q - количество выделившейся энергии (в джоулях), m - масса объекта (в килограммах), c - удельная теплоемкость материала (в джоулях на килограмм на градус Цельсия), ΔT - изменение температуры (в градусах Цельсия).

Для меди удельная теплоемкость составляет около 390 Дж/(кг·°C). Подставим известные значения в уравнение:

Q = 600 г * 390 Дж/(кг·°C) * (250 °C - 0 °C) = 58500 Дж

Таким образом, при охлаждении куска меди массой 600 г на 250 °C выделилось 58500 Дж энергии.

Вопрос 4: Какое количество теплоты выделится при сжигании 3,5 кг торфа?

Ответ: Для решения этой задачи необходимо знать теплоту сгорания торфа. Предположим, что теплота сгорания торфа составляет 15 МДж/кг.

Теплота сгорания = масса топлива * теплота сгорания
Q = 3,5 кг * 15 МДж/кг = 52,5 МДж

Полученный результат можно перевести в джоули, учитывая, что 1 МДж = 1000000 Дж:
Q = 52,5 МДж * 1000000 Дж/МДж = 52500000 Дж

Таким образом, при сжигании 3,5 кг торфа выделяется около 52500000 Дж теплоты.

Вопрос 5: Какое количество теплоты потребуется для того, чтобы в алюминиевом чайнике массой 700 г вскипятить 2 кг воды? Начальная температура воды 20 °C.

Ответ: Для решения этой задачи воспользуемся уравнением:

Q = mcΔT

где Q - количество требуемой теплоты (в джоулях), m - масса объекта (в килограммах), c - удельная теплоемкость материала (в джоулях на килограмм на градус Цельсия), ΔT - изменение температуры (в градусах Цельсия).

Для алюминия удельная теплоемкость составляет около 900 Дж/(кг·°C).

Сначала нужно нагреть воду до температуры кипения, а затем привести ее в кипение:

Q1 = (2000 г * 4,18 Дж/(г·°C) * (100 °C - 20 °C) = 668000 Дж
Q2 = (2000 г * 2256 Дж/(г·°C) * (100 °C - 20 °C) = 6920000 Дж

Теперь нужно сложить эти две величины, чтобы получить общее количество теплоты, необходимое для вскипания 2 кг воды:

Q = Q1 + Q2 = 668000 Дж + 6920000 Дж = 7588000 Дж

Таким образом, для вскипятить 2 кг воды в алюминиевом чайнике массой 700 г потребуется около 7588000 Дж теплоты.

Вопрос 6: На сколько градусов нагреется 4 кг воды при сжигании 30 г каменного угля, если считать, что вся энергия, выделенная при сгорании угля, пойдёт на нагревание воды?

Ответ: Для решения этой задачи сначала нужно вычислить количество выделившейся энергии при сжигании каменного угля.

Допустим, теплота сгорания каменного угля составляет 30 МДж/кг.

E = масса топлива * теплота сгорания
E = 30 г * 30 МДж/кг = 900 МДж

Затем, используя уравнение теплообмена:

Q = mcΔT

мы можем вычислить изменение температуры 4 кг воды:

Q = 4000 г * 4,18 Дж/(г·°C) * ΔT

Перегруппируем уравнение:

ΔT = Q / (4000 г * 4,18 Дж/(г·°C))

ΔT = (900 МДж * 1000000 Дж/МДж) / (4000 г * 4,18 Дж/(г·°C))

ΔT ≈ 536,6 °C

Таким образом, при сжигании 30 г каменного угля 4 кг воды нагреются на около 536,6 °C.