Решение задач: Памятка покупателя, Литье металлов, Тест по физике

Хорошо, давайте решим этот тест по физике. ***

Тест по физике. Удельная теплота парообразования и конденсации. 8 класс

1. Удельная теплота парообразования — это физическая величина, показывающая

1) сколько энергии требуется только на переход жидкости в пар 2) какое количество теплоты необходимо для превращения в пар 1 кг жидкости без изменения температуры 3) какое количество теплоты надо затратить на процесс перехода какой-либо массы жидкости в газообразное состояние

Правильный ответ: 2) Удельная теплота парообразования показывает, сколько энергии нужно для превращения 1 кг жидкости в пар при постоянной температуре (температуре кипения).

2. В каком состоянии — парообразном или жидком — внутренняя энергия вещества при температуре кипения больше?

1) Парообразном 2) Жидком 3) В обоих состояниях внутренние энергии вещества одинаковы

Правильный ответ: 1) При переходе из жидкого состояния в парообразное при температуре кипения вещество поглощает удельную теплоту парообразования, которая увеличивает его внутреннюю энергию.

3. Удельная теплота парообразования эфира равна \(0,4 \times 10^6\) Дж/кг. Сколько энергии надо ему передать, чтобы превратить при температуре кипения в пар 1 кг этой жидкости? 2 кг?

1) \(0,4 \times 10^6\) Дж; \(0,2 \times 10^6\) Дж 2) \(0,4 \times 10^6\) Дж; \(0,8 \times 10^6\) Дж 3) \(0,4 \times 10^6\) Дж; \(0,4 \times 10^6\) Дж

Решение:

Формула для количества теплоты, необходимого для парообразования: \(Q = Lm\), где \(L\) — удельная теплота парообразования, \(m\) — масса.

Для 1 кг эфира: \(Q_1 = 0,4 \times 10^6 \text{ Дж/кг} \times 1 \text{ кг} = 0,4 \times 10^6 \text{ Дж}\).

Для 2 кг эфира: \(Q_2 = 0,4 \times 10^6 \text{ Дж/кг} \times 2 \text{ кг} = 0,8 \times 10^6 \text{ Дж}\).

Правильный ответ: 2) \(0,4 \times 10^6\) Дж; \(0,8 \times 10^6\) Дж

4. Определите энергию, необходимую для превращения в пар 1 кг жидкого аммиака при температуре его кипения. Сколько энергии выделится во время его конденсации при этой температуре?

1) \(1,4 \times 10^6\) Дж; \(0\) Дж 2) \(1,4 \times 10^6\) Дж; \(1,4 \times 10^6\) Дж 3) Для ответа недостаточно данных

Решение:

Удельная теплота парообразования аммиака (по справочным данным) составляет примерно \(1,37 \times 10^6\) Дж/кг, что округляется до \(1,4 \times 10^6\) Дж/кг.

Энергия, необходимая для превращения в пар 1 кг аммиака: \(Q_{пар} = Lm = 1,4 \times 10^6 \text{ Дж/кг} \times 1 \text{ кг} = 1,4 \times 10^6 \text{ Дж}\).

При конденсации 1 кг пара аммиака при той же температуре выделяется такое же количество энергии: \(Q_{конд} = Lm = 1,4 \times 10^6 \text{ Дж/кг} \times 1 \text{ кг} = 1,4 \times 10^6 \text{ Дж}\).

Правильный ответ: 2) \(1,4 \times 10^6\) Дж; \(1,4 \times 10^6\) Дж

5. В каком из сосудов (№1 или №2) вода будет горячее, если температура вливаемого кипятка и пропускаемого пара, а также другие условия опыта одинаковы?

(Изображение: Сосуд №1 с кипятком, сосуд №2 с паром, оба передают тепло воде в стаканах) 1) №1 2) №2 3) Вода нагреется в этих сосудах одинаково

Правильный ответ: 2) Пар при конденсации отдаёт не только теплоту остывания (как кипяток), но и удельную теплоту парообразования, которая значительно больше. Поэтому пар передаст воде больше энергии, и вода в сосуде №2 будет горячее.

6. По какой формуле вычисляют количество теплоты, необходимое для превращения в пар жидкости любой массы при температуре ее кипения?

1) \(Q = cm\) 2) \(Q = cm\Delta t\) 3) \(Q = qm\) 4) \(Q = Lm\)

Правильный ответ: 4) \(Q = Lm\), где \(L\) — удельная теплота парообразования, \(m\) — масса.

7. Сколько энергии надо затратить, чтобы превратить в пар 1 кг воды, начальная температура которой \(25^\circ C\)?

1) \(2,6 \times 10^6\) Дж 2) \(33,8 \times 10^6\) Дж 3) \(54,5 \times 10^4\) Дж 4) \(2,6 \times 10^4\) Дж

Решение:

Для превращения воды в пар необходимо два этапа:

1. Нагревание воды от \(25^\circ C\) до \(100^\circ C\) (температура кипения воды).

\(Q_1 = cm\Delta t\), где \(c\) — удельная теплоёмкость воды (\(4200 \text{ Дж/(кг}\cdot^\circ C)\)), \(m = 1 \text{ кг}\), \(\Delta t = 100^\circ C - 25^\circ C = 75^\circ C\).

\(Q_1 = 4200 \text{ Дж/(кг}\cdot^\circ C) \times 1 \text{ кг} \times 75^\circ C = 315000 \text{ Дж} = 0,315 \times 10^6 \text{ Дж}\).

2. Парообразование 1 кг воды при \(100^\circ C\).

\(Q_2 = Lm\), где \(L\) — удельная теплота парообразования воды (\(2,3 \times 10^6 \text{ Дж/кг}\)).

\(Q_2 = 2,3 \times 10^6 \text{ Дж/кг} \times 1 \text{ кг} = 2,3 \times 10^6 \text{ Дж}\).

Общая энергия: \(Q_{общ} = Q_1 + Q_2 = 0,315 \times 10^6 \text{ Дж} + 2,3 \times 10^6 \text{ Дж} = 2,615 \times 10^6 \text{ Дж}\).

Округляем до \(2,6 \times 10^6\) Дж.

Правильный ответ: 1) \(2,6 \times 10^6\) Дж

8. В баке находится 30 кг воды при \(20^\circ C\). Ее довели до кипения и выпарили 5 кг. Какое количество теплоты затратили на это?

1) \(21,6 \times 10^6\) Дж 2) \(216 \times 10^4\) Дж 3) \(21,6 \times 10^5\) Дж 4) \(216 \times 10^6\) Дж

Решение:

1. Нагревание 30 кг воды от \(20^\circ C\) до \(100^\circ C\).

\(Q_1 = cm\Delta t\), где \(c = 4200 \text{ Дж/(кг}\cdot^\circ C)\), \(m = 30 \text{ кг}\), \(\Delta t = 100^\circ C - 20^\circ C = 80^\circ C\).

\(Q_1 = 4200 \times 30 \times 80 = 10080000 \text{ Дж} = 10,08 \times 10^6 \text{ Дж}\).

2. Парообразование 5 кг воды при \(100^\circ C\).

\(Q_2 = Lm'\), где \(L = 2,3 \times 10^6 \text{ Дж/кг}\), \(m' = 5 \text{ кг}\).

\(Q_2 = 2,3 \times 10^6 \times 5 = 11,5 \times 10^6 \text{ Дж}\).

Общая энергия: \(Q_{общ} = Q_1 + Q_2 = 10,08 \times 10^6 \text{ Дж} + 11,5 \times 10^6 \text{ Дж} = 21,58 \times 10^6 \text{ Дж}\).

Это примерно \(21,6 \times 10^6\) Дж.

Правильный ответ: 1) \(21,6 \times 10^6\) Дж

9. Колба содержит 500 г эфира при \(0^\circ C\). Какое количество теплоты потребуется для его выкипания?

(Предполагается, что эфир сначала нагревается до температуры кипения, а затем испаряется. Для решения нужны справочные данные: температура кипения эфира \(34,6^\circ C\), удельная теплоёмкость эфира \(2350 \text{ Дж/(кг}\cdot^\circ C)\), удельная теплота парообразования эфира \(0,4 \times 10^6 \text{ Дж/кг}\).) 1) \(2,4 \times 10^6\) Дж 2) \(4,8 \times 10^6\) Дж 3) \(4,8 \times 10^5\) Дж 4) \(2,4 \times 10^5\) Дж

Решение:

Масса эфира \(m = 500 \text{ г} = 0,5 \text{ кг}\).

1. Нагревание эфира от \(0^\circ C\) до \(34,6^\circ C\).

\(Q_1 = cm\Delta t = 2350 \text{ Дж/(кг}\cdot^\circ C) \times 0,5 \text{ кг} \times (34,6^\circ C - 0^\circ C) = 2350 \times 0,5 \times 34,6 = 40655 \text{ Дж}\).

2. Парообразование эфира при \(34,6^\circ C\).

\(Q_2 = Lm = 0,4 \times 10^6 \text{ Дж/кг} \times 0,5 \text{ кг} = 0,2 \times 10^6 \text{ Дж} = 200000 \text{ Дж}\).

Общая энергия: \(Q_{общ} = Q_1 + Q_2 = 40655 \text{ Дж} + 200000 \text{ Дж} = 240655 \text{ Дж}\).

Это примерно \(2,4 \times 10^5\) Дж.

Правильный ответ: 4) \(2,4 \times 10^5\) Дж

10. На выпаривание жидкого аммиака израсходовано \(12,6 \times 10^6\) Дж энергии. Какой массы порцию этого вещества превратили в пар?

(Удельная теплота парообразования аммиака \(L = 1,4 \times 10^6 \text{ Дж/кг}\) — из задачи 4.) 1) \(0,9\) кг 2) \(9\) кг 3) \(19\) кг 4) \(1,9\) кг

Решение:

Формула для количества теплоты при парообразовании: \(Q = Lm\).

Отсюда масса: \(m = \frac{Q}{L}\).

\(m = \frac{12,6 \times 10^6 \text{ Дж}}{1,4 \times 10^6 \text{ Дж/кг}} = \frac{12,6}{1,4} \text{ кг} = 9 \text{ кг}\).

Правильный ответ: 2) \(9\) кг

***