Решение задачи о нагревании свинца массой 2 кг за 10 минут. Найдено количество теплоты, полученное свинцом, с подробными объяснениями.
check_circle
Подробное решение
Хорошо, вот решения задач 8, 9 и 10, оформленные так, чтобы было удобно переписать в тетрадь школьнику.
Задача 8
На рисунке представлен график зависимости температуры от времени для процесса нагревания слитка свинца массой \( 2 \text{ кг} \). Какое количество теплоты получил свинец за \( 10 \text{ мин} \) нагревания? Ответ запишите в килоджоулях.
Дано:
Масса свинца \( m = 2 \text{ кг} \)
Время нагревания \( t = 10 \text{ мин} \)
Найти:
Количество теплоты \( Q \) за \( 10 \text{ мин} \)
Решение:
1. По графику определим начальную и конечную температуры свинца за \( 10 \text{ мин} \).
При \( t = 0 \text{ мин} \), начальная температура \( T_1 = 27^\circ \text{C} \).
При \( t = 10 \text{ мин} \), конечная температура \( T_2 = 227^\circ \text{C} \).
2. Найдем изменение температуры:
\[ \Delta T = T_2 - T_1 = 227^\circ \text{C} - 27^\circ \text{C} = 200^\circ \text{C} \]
3. Для расчета количества теплоты, необходимой для нагревания вещества, используется формула:
\[ Q = c \cdot m \cdot \Delta T \]
где \( c \) — удельная теплоемкость вещества, \( m \) — масса вещества, \( \Delta T \) — изменение температуры.
4. Удельная теплоемкость свинца \( c_{\text{свинца}} \) (можно найти в справочнике) составляет примерно \( 130 \text{ Дж/(кг} \cdot ^\circ \text{C)} \).
5. Подставим значения в формулу:
\[ Q = 130 \text{ Дж/(кг} \cdot ^\circ \text{C)} \cdot 2 \text{ кг} \cdot 200^\circ \text{C} \]
\[ Q = 130 \cdot 2 \cdot 200 \text{ Дж} \]
\[ Q = 260 \cdot 200 \text{ Дж} \]
\[ Q = 52000 \text{ Дж} \]
6. Переведем джоули в килоджоули, зная, что \( 1 \text{ кДж} = 1000 \text{ Дж} \):
\[ Q = \frac{52000}{1000} \text{ кДж} = 52 \text{ кДж} \]
Ответ:
Свинец получил \( 52 \text{ кДж} \) теплоты.
Задача 9
В электрической цепи, изображенной на рисунке, амперметр \( A_1 \) показывает силу тока \( 1,7 \text{ А} \), амперметр \( A_2 \) — силу тока \( 0,8 \text{ А} \). Чему равна сила тока, протекающего через лампу? Ответ запишите в амперах.
1. Рассмотрим электрическую цепь. Амперметр \( A_1 \) измеряет общий ток, протекающий от источника питания.
2. Далее ток разветвляется на две параллельные ветви: одна ветвь содержит резистор \( R_2 \) и амперметр \( A_2 \), другая ветвь содержит резистор \( R_1 \) и лампу.
3. Амперметр \( A_2 \) измеряет ток, протекающий через резистор \( R_2 \).
4. Согласно первому правилу Кирхгофа (закону сохранения заряда), сумма токов, входящих в узел, равна сумме токов, выходящих из узла. В данном случае, общий ток \( I_1 \) разветвляется на ток через \( R_2 \) (который измеряет \( A_2 \)) и ток через лампу.
Таким образом, общий ток \( I_1 \) равен сумме токов в параллельных ветвях:
\[ I_1 = I_2 + I_{\text{лампы}} \]
5. Выразим ток через лампу:
\[ I_{\text{лампы}} = I_1 - I_2 \]
6. Подставим известные значения:
\[ I_{\text{лампы}} = 1,7 \text{ А} - 0,8 \text{ А} \]
\[ I_{\text{лампы}} = 0,9 \text{ А} \]
Ответ:
Сила тока, протекающего через лампу, равна \( 0,9 \text{ А} \).
Задача 10
Ученик изобразил рисунок расположения магнитных стрелок вокруг постоянного полосового магнита. Расположение каких стрелок им показано верно? В ответе укажите номера стрелок, не разделяя их запятыми.
Решение:
1. Магнитные линии выходят из северного полюса (N) магнита и входят в южный полюс (S).
2. Магнитная стрелка (компас) всегда ориентируется так, что её северный полюс (N, обычно окрашен в синий или красный цвет) указывает направление магнитных линий, то есть от северного полюса магнита к южному. Южный полюс (S) стрелки будет указывать в противоположном направлении.
Рассмотрим каждую стрелку:
* Стрелка (1): Находится слева от северного полюса (N) магнита. Северный полюс стрелки (N) должен указывать от магнита. На рисунке северный полюс стрелки (N) указывает на северный полюс магнита (N), что неверно (одноименные полюса отталкиваются).
* Стрелка (2): Находится справа от южного полюса (S) магнита. Северный полюс стрелки (N) должен указывать на южный полюс магнита (S). На рисунке северный полюс стрелки (N) указывает на южный полюс магнита (S), что верно.
* Стрелка (3): Находится снизу от магнита. Магнитные линии идут от N к S. Северный полюс стрелки (N) должен указывать вправо, к южному полюсу магнита. На рисунке северный полюс стрелки (N) указывает вправо, что верно.
* Стрелка (4): Находится сверху от магнита. Магнитные линии идут от N к S. Северный полюс стрелки (N) должен указывать вправо, к южному полюсу магнита. На рисунке северный полюс стрелки (N) указывает влево, от южного полюса магнита, что неверно.
Таким образом, верно показано расположение стрелок (2) и (3).
