Количество теплоты. Количество теплоты и напряжение это

Количество теплоты.

контроль знаний

Т.Г.Базилевич, ОМЦ СВАО, г. Москва Количество теплоты. Законы постоянного тока

I вариант

Задача 1

По заданному графику зависимости температуры от времени нагревания куска олова массой 2 кг определите:

1) время нагревания твердого олова; 2) время его плавления; 3) температуру плавления; 4) количество теплоты, которое потребуется для нагревания твердого олова; 5) количество теплоты, которое потребуется для плавления олова; 6) количество теплоты, которое выделилось бы при затвердевании и охлаждении данной массы олова до 32 °С; 7)* массу спирта, сожженного за это время в спиртовке.

Задача 2

Две лампочки сопротивлениями 3,5 Ом и 4,5 Ом включены в цепь, сила тока в цепи равна 0,5 А. Определите:

1) общее сопротивление участка цепи АВ; 2) напряжение на концах участка АВ; 3) напряжение на каждой лампе; 4) работу тока на участке АВ за 4 мин; 5) мощность, выделяемую на первой лампе; 6)* массу воды, которую можно нагреть от 0 до 10 °С тем количеством теплоты, которое выделяется при прохождении электрического тока в электрической цепи.

II вариант

Задача 1

1. По заданному графику зависимости температуры от времени конденсации водяного пара массой 0,5 кг определите:

1) время конденсации водяного пара; 2) время охлаждения полученной из пара воды; 3) температуру конденсации водяного пара; 4) количество теплоты, которое выделяется при конденсации; 5) количество теплоты, которое выделяется при охлаждении полученной из пара воды; 6) количество теплоты, которое потребовалось бы для полного превращения данной массы воды, взятой при 50 °С, в пар; 7)* массу льда, которую можно расплавить выделившимся при конденсации водяного пара количеством теплоты.

Задача 2

Два резистора сопротивлениями 2 Ом и 4 Ом включены в цепь, к ним подведено напряжение 40 В. Определите:

1) общее сопротивление участка AB; 2) силу тока на участке AB; 3) силу тока через каждое сопротивление; 4) работу тока на участке AB за 2 мин; 5) мощность, выделяемую на втором сопротивлении; 6)* массу воды, которую можно нагреть от 10 до 20 °С тем количеством теплоты, которое выделяется при прохождении электрического тока в цепи.

I вариант

Задача 1

1. Дано:

m = 2 кг,t°1 = 32 °С,t°2 = 232 °С, l = 59 • 103 Дж/кг,c = 230 Дж/(кг • °С),qсп = 27 • 106 Дж/кг. __________________

Решение

1) Время нагревания твердого олова до 232 °С равно 10 мин. 2) Время плавления олова на графике обозначается горизонтальной линией и равно 10 мин. 3) Температура плавления олова равна 232 °С. 4) Количество теплоты, которое требуется для нагревания олова:

Q1 = cmDt; Q = 230 Дж/(кг • °С) • 200 °С • 2 кг =  92 000 Дж = 92 кДж. 

5) Количество теплоты, которое требуется для плавления олова:

Q2 = l • m; Q = 59 000 Дж/кг • 2 кг =  118 000 Дж = 118 кДж.

6) Количество теплоты, которое выделилось бы при затвердевании и охлаждении данной массы олова до 32 °С:

Q = Q1 + Q2, Q = 118 кДж + 92 кДж = 210 кДж.

7) Масса спирта, сожженного за это время в спиртовке:

m =Q/q ;m  =210000 Дж/ 27000000 Дж/кг » 0,008 кг.

Задача 2

Дано:

R1 = 3,5 Ом,R2 = 4,5 Ом,I = 0,5 А,t = 240 с, Cводы = 4200 Дж/(кг • °С),t°1 = 0 °С,t°2 = 10 °С.

Решение

1) При последовательном соединении:

R = R1 + R2, R = 3,5 Ом + 4,5 Ом = 8 Ом.

2) U = R • I, U = 8 Ом • 0,5 А = 4 В.

3) Напряжение на каждой лампе:

U1 = R1 • I; U1 = 3,5 Ом • 0,5 А = 1,75 В. U2 = R2 • I; U2 = 4,5 Ом • 0,5 А = 2,25 В.

4) А = U • I • t,   А = 4 В • 0,5 А • 240 с = 480 Дж.

5) P1 = U1 • I, P1 = 1,75 В • 0,5 А = 0,875 Вт.

6) Q = I2 • R • t, Q = 0,25 А2 • 8 Ом • 240 с = 480 Дж. m =Q/(c•Dt) ; m » 0,01 кг.

 Ученик 8-А класса школы № 1237 г. Москвы Кристи Иван

II вариант

Задача 1

Дано:

m = 0,5 кг, t1° = 100 °С, t2° = 50 °С, L = 2,3 • 106 Дж/кг,с = 4200 Дж/(кг • °С),l = 3,4 • 105 Дж/кг.

1) t = 25 мин. 2) t = 5 мин. 3) t° = 100 °С. 4) Qконд = Lm; Qконд = 2 300 000 Дж/кг • 0,5 кг = 1 150 000 Дж = 1150 кДж. 5) Qохл = cm (t1° - t2°), Qохл =  105 000 Дж = 105 кДж. 6) Q = Qконд + Qохл, Q = 1150 кДж + 105 кДж = 1255 кДж. 7) m = Qконд/l , m = 3,38 кг.

Задача 2

Дано:

R1 = 2 Ом,R2 = 4 Ом,U = 40 В, t = 2 мин,с = 4200 Дж/(кг • °С),t1° = 10 °С,t2° = 20 °С.

3) I1 =U/R1 = 20 А, I2 = U/R2 = 10 А.

2) I = I1 + I2, I = 20 А + 10 А = 30 А.

1) R =U/R =11/3  Ом.

4) A = UIt, A = 40 В • 30 А • 120 с = 144 000 Дж.

5) P2 = UI2, P2 = 40 В • 10 А = 400 Вт.

6) Q = A = 144 000 Дж; m = Q/(c•Dt°), m » 3,43 кг.

Ученик 8-В класса школы № 352 г. Москвы Столяров Александр

fiz.1september.ru

Перезаряд емкости и выделившееся при этом количество теплоты

Задачи на количество выделившегося тепла в цепи почему-то вызывают у моих учеников страх и неприязнь. Так бывает всегда, когда нет понимания вопроса. Поэтому, чтобы все расставить по полкам, пишу эту статью, где подробно постараюсь объяснить, как же эти задачи решаются.

Задача 1. Какое количество тепла выделится на резисторе сопротивлением после замыкания ключа К в цепи, показанной на рисунке? Внутренним сопротивлением батареи пренебречь.

 

Задача 1

Проанализируем состояние цепи до замыкания ключа. Имеем цепь с двумя конденсаторами, включенными последовательно. Оба они заряжены, общая эквивалентная их емкость равна

   

А их общий заряд тогда

   

Этот заряд будет распределен между конденсаторами поровну, так как с источника заряд приходит только на внешние обкладки, а на внутренних наводится. То есть половина  заряда – на и половина – на :

   

   

Напряжение на конденсаторах распределится согласно их емкостям:

   

   

   

   

 

Теперь рассмотрим цепь после замыкания ключа. Конденсатор будет разряжаться через резистор и напряжение на нем будет уменьшаться, а напряжение на  конденсаторе  будет расти, пока не достигнет . Таким образом, энергия, запасенная обоими конденсаторами до замыкания ключа, равна:

   

   

Суммарная энергия, запасенная конденсаторами, равна:

   

А после замыкания ключа энергия сосредоточена только в , и равна:

   

То есть  изменениe внутренней энергии:

   

   

Определим изменение заряда конденсатора : был , стал , следовательно,

   

   

   

Ответ:

 

 

Задача 2. Какое количество тепла выделится на резисторе сопротивлением после переключения ключа К из положения 1 в положение 2 в цепи, показанной на рисунке?

Задача 2

Вначале в цепи действовала суммарная ЭДС, равная , а затем, после переключения ключа, стала действовать такая же по модулю, но обратная по знаку ЭДС. Следовательно, Сначала заряд конденсатора был равен , а потом стал таким же по модулю, но пластины поменяли знаки зарядов, то есть

   

Тогда энергия конденсатора была вначале

   

А потом стала

   

Таким образом, энергия не изменилась, следовательно, вся работа источника пошла на тепло, выделившееся в резисторе:

   

Ответ:

 

Задача 3. Конденсатор емкостью , заряженный до напряжения , разряжается через резистор с большим сопротивлением и батарею с . Найдите количество теплоты, выделившееся при разрядке конденсатора.

Задача 3

Энергия, запасенная конденсатором до разряда:

   

После того, как произойдет разряд, напряжение на конденсаторе станет равно , а энергия, запасенная им, станет равна

   

Изменение внутренней энергии тогда равно:

   

Заряд конденсатора вначале был равен:

   

А после разряда

   

Тогда заряд, протекший через источник, равен

   

И работа источника равна:

   

Теперь можем определить и количество теплоты:

   

Ответ:

 

Задача 4. При разомкнутом ключе К один конденсатор в цепи был заряжен до напряжения , а второй –  нет. Найдите количество теплоты, выделившееся на каждом из сопротивлений и после замыкания ключа К.

Задача 4

Эквивалентная емкость обоих конденсаторов равна , поэтому энергия, запасенная в цепи, равна

   

Количество теплоты, выделившееся в цепи, в силу отсутствия источника равно запасенной энергии, а на каждом из резисторов, так как ток через них протекает один и тот же, выделится количество теплоты, пропорциональное их сопротивлениям:

   

   

Подставим выраженное из второго уравнения в первое:

   

   

   

   

   

А количество теплоты :

   

Ответ: ,

 

 

Задача 5.  В цепи, изображенной на рисунке, ЭДС батареи равна В, сопротивления резисторов равны  Ом и Ом, а емкости конденсаторов мкФ и мкФ. В начальном состоянии ключ К разомкнут, а конденсаторы не заряжены. Какое количество теплоты выделится в цепи после замыкания ключа? Ответ выразить в Дж, округлив до десятых.

Задача 5

Сначала, при разомкнутом ключе, напряжения на обоих конденсаторах равны 0 и заряды также нулевые. После замыкания ключа начнется перераспределение заряда, но в конце, когда переходной процесс завершится, токи во всех ветвях будут равны нулю, следовательно, на конденсаторе нулевое напряжение (напряжение на нем равно напряжению на резисторе, а так как тока нет, то оно равно 0). По этой же причине вся ЭДС источника будет падать на (ведь при нулевом токе на резисторе ничего не падает). То есть энергия конденсатора по окончании процесса равна

   

Заряд будет равен

   

И, следовательно, работа источника

   

Таким образом, в виде тепла выделилось

   

   

Ответ: 0,3 Дж

easy-physic.ru

Количество теплоты. Удельная теплоемкость вещества :: Класс!ная физика

КОЛИЧЕСТВО ТЕПЛОТЫ

При теплопередаче (теплообмене) внутренняя энергия одних тел уменьшается, а других – увеличивается, без изменения механической энергии тел и без совершения работы.При этом уменьшается внутренняя энергия тела-нагревателя, а внутренняя энергия нагреваемого тела увеличивается .

Процесс теплопередачи характеризуется количеством теплоты. Количеством теплоты (Q) называется изменение внутренней энергии тела, происходящее в результате теплопередачи.

Количество теплоты измеряется в системе СИ в джоулях.[Q] = 1Дж.Кроме того, для измерения количества теплоты (вне системы СИ) используется единица, называемая калорией (кал). 1 калория равна количеству теплоты, необходимому для нагревания 1 г воды на 1 градус С. Опытным путем было установлено, что для нагревания 1 г воды на 1 градус требуется совершить работу в 4,18 Дж, следовательно 1кал = 4,18Дж.

УДЕЛЬНАЯ ТЕПЛОЕМКОСТЬ ВЕЩЕСТВА

Удельная теплоемкость вещества показывает, какое количество теплоты необходимо, чтобы изменить температуру единицы массы данного вещества на 1°С. Единица удельной теплоемкости в системе СИ : [c] = 1Дж/кг·градусС.

Удельную теплоемкость данного вещества можно приближенно считать постоянной величиной.У разных веществ удельная теплоемкость имеет разные значения.

Если одинаковым по массе телам из разных веществ передать одно и то же количество  теплоты, то они нагреются до разной температуры. Вещество с меньшей теплоемкостью нагреется сильнее,а вещество с большей теплоемкостью - слабее.

КНИЖНАЯ ПОЛКА

Глобальное потепление. Ведет ли оно к катастрофе?

ИНТЕРЕСНО 

...что в пустынях днем очень жарко, а ночью температура падает ниже 0°С. Это происходит потому,что песок обладает малой удельной теплоемкостью, поэтому быстро нагревается и охлаждается.

ЗНАЕШЬ ЛИ ТЫ?

В характере теплоемкости большинства химических элементов в твердом состоянии существует определенная закономерность. Например, у металлов с небольшими атомными номерами удельная теплоемкость велика, а у металлов с большими номерами – мала.

___

Человек и животные передают тепло окружающей среде ( теплопродукция ). Теплопродукция одного человека за год составляет 4 000 000 000 Дж теплоты.

___

Для нормальной жизнедеятельности и хорошего самочувствия у человека должен быть тепловой баланс между теплотой, вырабатываемой организмом и теплотой, отдаваемой в окружающую среду. При обычных условиях более 90% вырабатываемой теплоты отдается окружающей среде (половина теплоты – излучением, четверть – конвекцией, четверть – испарением) и менее 10% теплоты теряется в результате обмена веществ.

___

Воду часто применяют в качестве охладителя в двигателях внутреннего сгорания и атомных реакторах, т.к. она обладает большой теплоемкостью и поглощает много теплоты при нагревании.

До свидания!

НАРОЧНО НЕ ПРИДУМАЕШЬ

Физику на заметку.

Вот что писала газета «Московские ведомости» свыше ста лет назад:

«...Доводится до сведения жителей Москвы и губернии, что за незаконные сборища и смутьянские разговоры о каких-то полетах православных на Луну мещанин замоскворецкой части Никита Петров выслан из Москвы под надзор полиции в киргиз-кайсацкое поселение Байконур».

Другие страницы по темам физики за 8 класс:

К 1 сентября! Проверочный тестТепловое движение. Температура Внутренняя энергия. Способы изменения внутренней энергии Теплопередача. Теплопроводность Конвекция Излучение Теплопередача в природе и технике Количество теплоты Нагревание и охлаждение телЭнергия топлива Агрегатные состояния вещества Плавление кристаллических тел Отвердевание кристаллических тел Парообразование. Испарение Кипение Конденсация Влажность воздуха Работа газа и пара при расширении. ДВС Паровая турбина. КПД теплового двигателяДва рода зарядов. Электроскоп Проводники и диэлектрикиЭлектрическое поле Источники тока Электрические цепи Действия электрического тока Сила тока Напряжение Измерения силы тока и напряжения Электрическое сопротивление Закон Ома для участка цепи Соединение проводников Работа и мощность электрического тока Короткое замыкание. Предохранители Магнитное полеМагнитное поле прямого проводника. Магнитные линииМагнитное поле катушки с током. ЭлектромагнитПостоянные магнитыМагнитное поле Земли Действие магнитного поля на проводник с током. Электродвигатель Плоское зеркало

class-fizika.narod.ru

---

• 
  Падение напряжение
• 
  Как найти кабель под напряжением
• 
  Как измерить напряжение тестером
• 
  Напряжение и потенциал
• 
  Напряжение ас это
• 
  Напряжение на катушке индуктивности
• 
  Напряжение 3 х фазное
• 
  Напряжение электрического поля это
• 
  Напряжение 220 в
• 
  Трехфазная сеть фазное напряжение 380
• 
  Напряжение ас и дс что это