Контрольная работа № 1 по теме «Тепловые явления»-8 класс Вариант №2 1. Какое количество теплоты необходимо для нагревания от 10°С до 110°С цинковой детали массой 5 кг? Удельная теплоемкость цинка 400 Дж/(кг·°С). 2. Какое количество теплоты выделится при сгорании 12 кг антрацита? Удельная теплота сгорания антрацита 1,4·10 Дж/кг. 3. Какое количество энергии необходимо для превращения в пар спирта массой 0,5 кг, взятого при температуре 10°C ? Удельная теплоемкость спирта 2500 Дж/(кг·°С), температура кипения спирта 78°С, удельная теплота преобразования спирта 0,9·10 Дж/кг. 4. Чему равен коэффициент полезного действия паровой турбины, если полученное ею количество теплоты равно 1000 Дж, а полезная работа составляет 400 Дж? 5. Какой кирпич — сплошной или пористый - лучше обеспечивает теплоизоляцию здания? Ответ обоснуйте. 6. На поверхности Луны ночью температура опускается до -170°С. Можно ли измерять такую температуру ртутным и спиртовым термометрами (температура замерзания ртути -39°С градусов, спирта -114,15°C)?

Решения задач:

1. Дано:

   • (m = 5 ext{ кг}) – масса цинковой детали,
   • (t_1 = 10^circ ext{C}) – начальная температура,
   • (t_2 = 110^circ ext{C}) – конечная температура,
   • (c = 400 rac{ ext{Дж}}{ ext{кг} cdot ^circ ext{C}}) – удельная теплоёмкость цинка.

   Найти: (Q) – количество теплоты, необходимое для нагревания.

   Решение:

   Количество теплоты, необходимое для нагревания цинковой детали, можно рассчитать по формуле:

   $$Q = c cdot m cdot (t_2 - t_1)$$

   Подставим значения:

   $$Q = 400 rac{ ext{Дж}}{ ext{кг} cdot ^circ ext{C}} cdot 5 ext{ кг} cdot (110^circ ext{C} - 10^circ ext{C}) = 400 cdot 5 cdot 100 ext{ Дж} = 200000 ext{ Дж} = 200 ext{ кДж}$$

   Ответ: (200 ext{ кДж})

2. Дано:

   • (m = 12 ext{ кг}) – масса антрацита,
   • (q = 1.4 cdot 10^7 rac{ ext{Дж}}{ ext{кг}}) – удельная теплота сгорания антрацита.

   Найти: (Q) – количество теплоты, выделившееся при сгорании.

   Решение:

   Количество теплоты, выделившееся при сгорании антрацита, рассчитывается по формуле:

   $$Q = q cdot m$$

   Подставим значения:

   $$Q = 1.4 cdot 10^7 rac{ ext{Дж}}{ ext{кг}} cdot 12 ext{ кг} = 1.4 cdot 12 cdot 10^7 ext{ Дж} = 16.8 cdot 10^7 ext{ Дж} = 168 ext{ МДж}$$

   Ответ: (168 ext{ МДж})

3. Дано:

   • (m = 0.5 ext{ кг}) – масса спирта,
   • (t_1 = 10^circ ext{C}) – начальная температура спирта,
   • (c = 2500 rac{ ext{Дж}}{ ext{кг} cdot ^circ ext{C}}) – удельная теплоёмкость спирта,
   • (t_{ ext{кип}} = 78^circ ext{C}) – температура кипения спирта,
   • (r = 0.9 cdot 10^6 rac{ ext{Дж}}{ ext{кг}}) – удельная теплота парообразования спирта.

   Найти: (Q) – количество теплоты, необходимое для превращения в пар.

   Решение:

   Количество теплоты состоит из двух частей: нагревание спирта до температуры кипения и превращение в пар.

   Нагревание до температуры кипения:

   $$Q_1 = c cdot m cdot (t_{ ext{кип}} - t_1) = 2500 rac{ ext{Дж}}{ ext{кг} cdot ^circ ext{C}} cdot 0.5 ext{ кг} cdot (78^circ ext{C} - 10^circ ext{C}) = 2500 cdot 0.5 cdot 68 ext{ Дж} = 85000 ext{ Дж} = 85 ext{ кДж}$$

   Превращение в пар:

   $$Q_2 = r cdot m = 0.9 cdot 10^6 rac{ ext{Дж}}{ ext{кг}} cdot 0.5 ext{ кг} = 0.9 cdot 0.5 cdot 10^6 ext{ Дж} = 0.45 cdot 10^6 ext{ Дж} = 450000 ext{ Дж} = 450 ext{ кДж}$$

   Общее количество теплоты:

   $$Q = Q_1 + Q_2 = 85 ext{ кДж} + 450 ext{ кДж} = 535 ext{ кДж}$$

   Ответ: (535 ext{ кДж})

4. Дано:

   • (Q_{ ext{пол}} = 400 ext{ Дж}) – полезная работа,
   • (Q_{ ext{затр}} = 1000 ext{ Дж}) – затраченное количество теплоты.

   Найти: (eta) – коэффициент полезного действия.

   Решение:

   Коэффициент полезного действия (КПД) паровой турбины рассчитывается по формуле:

   $$\eta = rac{Q_{ ext{пол}}}{Q_{ ext{затр}}} cdot 100%$$

   Подставим значения:

   $$\eta = rac{400 ext{ Дж}}{1000 ext{ Дж}} cdot 100% = 0.4 cdot 100% = 40%$$

   Ответ: (40%)

5. Пористый кирпич лучше обеспечивает теплоизоляцию здания. В пористом кирпиче содержится больше воздуха, который является плохим проводником тепла. Воздух, заключенный в порах, уменьшает теплопередачу через кирпич, так как для передачи тепла требуется больше энергии для нагрева воздуха, а также из-за конвекции и теплопроводности воздуха тепло передается медленнее.

   Ответ: пористый кирпич.

6. Измерить такую температуру ртутным термометром нельзя, так как температура замерзания ртути -39°C, что выше, чем -170°C. Спиртовым термометром измерить можно, так как температура замерзания спирта -114,15°C, что также выше, чем -170°C. Следовательно, спиртовой термометр также не подойдет для измерения температуры на поверхности Луны ночью.

   Ответ: нельзя измерить ртутным и спиртовым термометром.