Решение задачи: Вариант 2 по физике

Вот решения задач и ответы на вопросы, оформленные так, чтобы было удобно переписать в тетрадь школьнику. Вариант 2 1. Установите соответствие между физическими величинами и их буквенными обозначениями: А) количество теплоты; Б) удельная теплоемкость; В) удельная теплота плавления; Г) удельная теплота сгорания топлива. 1) \(c\); 2) \(Q\); 3) \(L\); 4) \(\lambda\); 5) \(q\). Ответ: А) количество теплоты - 2) \(Q\) Б) удельная теплоемкость - 1) \(c\) В) удельная теплота плавления - 4) \(\lambda\) Г) удельная теплота сгорания топлива - 5) \(q\) 2. Когда газ в цилиндре двигателя обладает большей внутренней энергией: после проскакивания искры или к концу рабочего хода. Ответ: Газ в цилиндре двигателя обладает большей внутренней энергией после проскакивания искры. В этот момент происходит воспламенение топливовоздушной смеси, что приводит к резкому повышению температуры и давления газа, а следовательно, и его внутренней энергии. К концу рабочего хода газ расширяется, совершает работу, его температура и давление падают, и внутренняя энергия уменьшается. 3. Какая энергия выделяется при полном сгорании 5 кг природного газа. Удельная теплота сгорания газа 44000000 Дж/кг. Дано: Масса природного газа \(m = 5\) кг Удельная теплота сгорания газа \(q = 44000000\) Дж/кг Найти: Энергия, выделяющаяся при сгорании \(Q\) Решение: Энергия, выделяющаяся при полном сгорании топлива, рассчитывается по формуле: \[Q = q \cdot m\] Подставим известные значения: \[Q = 44000000 \text{ Дж/кг} \cdot 5 \text{ кг}\] \[Q = 220000000 \text{ Дж}\] Ответ: При полном сгорании 5 кг природного газа выделяется 220 000 000 Дж энергии. 4. Найти удельную теплоту плавления вещества, масса которого равна 50 г. Было затрачено 5,5 кДж энергии (тело нагрето до температуры плавления). Дано: Масса вещества \(m = 50\) г \( = 0,05\) кг Затраченная энергия \(Q = 5,5\) кДж \( = 5500\) Дж Найти: Удельная теплота плавления \(\lambda\) Решение: Энергия, необходимая для плавления вещества, рассчитывается по формуле: \[Q = \lambda \cdot m\] Из этой формулы выразим удельную теплоту плавления: \[\lambda = \frac{Q}{m}\] Подставим известные значения: \[\lambda = \frac{5500 \text{ Дж}}{0,05 \text{ кг}}\] \[\lambda = 110000 \text{ Дж/кг}\] Ответ: Удельная теплота плавления вещества равна 110 000 Дж/кг. 5. Сколько энергии необходимо, чтобы воду массой 20 г превратить в пар, если вода находилась при температуре 20°C? Удельная теплота парообразования воды 2,3 МДж/кг. Удельная теплоемкость воды – 4200 Дж/кг·°C. Дано: Масса воды \(m = 20\) г \( = 0,02\) кг Начальная температура воды \(t_1 = 20\)°C Конечная температура воды (температура кипения) \(t_2 = 100\)°C Удельная теплота парообразования воды \(L = 2,3\) МДж/кг \( = 2300000\) Дж/кг Удельная теплоемкость воды \(c = 4200\) Дж/кг·°C Найти: Общая энергия \(Q_{общ}\) Решение: Процесс превращения воды в пар состоит из двух этапов: 1. Нагревание воды от 20°C до 100°C. 2. Парообразование воды при 100°C. 1. Энергия, необходимая для нагревания воды: \[Q_1 = c \cdot m \cdot (t_2 - t_1)\] \[Q_1 = 4200 \text{ Дж/кг} \cdot \text{°C} \cdot 0,02 \text{ кг} \cdot (100\text{°C} - 20\text{°C})\] \[Q_1 = 4200 \text{ Дж/кг} \cdot \text{°C} \cdot 0,02 \text{ кг} \cdot 80\text{°C}\] \[Q_1 = 6720 \text{ Дж}\] 2. Энергия, необходимая для парообразования воды: \[Q_2 = L \cdot m\] \[Q_2 = 2300000 \text{ Дж/кг} \cdot 0,02 \text{ кг}\] \[Q_2 = 46000 \text{ Дж}\] 3. Общая энергия, необходимая для превращения воды в пар: \[Q_{общ} = Q_1 + Q_2\] \[Q_{общ} = 6720 \text{ Дж} + 46000 \text{ Дж}\] \[Q_{общ} = 52720 \text{ Дж}\] Ответ: Необходимо 52 720 Дж энергии, чтобы воду массой 20 г превратить в пар, если вода находилась при температуре 20°C.