Презентация по физике на тему "Решение задач по разделу "Тепловые явления"" (8 класс)

• 1 слайд

  ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ
  

• 2 слайд

  РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА ТЕПЛОТЫ ПРИ НАГРЕВАНИИ И ОХЛАЖДЕНИИ
  Определите плотность машинного масла, если известно, что для изменения температуры масла объемом 𝑉=1,00 л на ∆𝑡=30,0 ℃ ему требуется передать количества теплоты 𝑄=45,0 кДж. Удельная теплоемкость масла 𝑐=1670 Дж кг×℃ .
  Задача № 1
  Дано:
  𝑉=1,00 л==1,00× 10 −3 м 3
  ∆𝑡=30,0 ℃
  𝑄=45,0 кДж==45,0× 10 3 Дж
  с=1670 Дж кг×℃
  
  𝜌−?
  Решение:
  𝑄=𝑐𝑚∆𝑡
  𝑚=𝜌𝑉
  𝑄=𝑐𝜌𝑉∆𝑡
  𝜌= 𝑄 𝑐𝑉∆𝑡
  𝜌= 45,0× 10 3 Дж 1670 Дж кг×℃ ×1,00× 10 −3 м 3 ×30,0 ℃ =900 кг м 3
  
  
  Ответ: ρ=900 кг м 3
  

• 3 слайд

  ГОРЕНИЕ. УДЕЛЬНАЯ ТЕПЛОТА СГОРАНИЯ ТОПЛИВА
  Задача № 2
  При сгорании некоторого топлива массой 𝑚 1 =140 г выделяется количество теплоты, достаточное для нагревания воды объемом 𝑉 2 =10 л от температуры 𝑡 1 =0,0 ℃ до 𝑡 2 =100 ℃ . Какое это топливо ? Удельная теплоемкость воды 𝑐 2 =4200 Дж кг×℃ , плотность воды 𝜌 2 =1000 кг м 3 .
  
  Дано:
  𝑚 1 =140 г==0,14 кг
  𝑉 2 =10 л==10× 10 −3 м 3
  𝑡 1 =0,0 ℃
  𝑡 2 =100 ℃
  𝑐 2 =4200 Дж кг×℃
  𝜌 2 =1000 кг м 3
  
  
  
  
  𝑞−?
  Решение:
  𝑄 отд = 𝑄 пол
  𝑄 1 = 𝑄 2
  𝑄 1 =𝑞 𝑚 1
  𝑄 2 = 𝑐 2 𝑚 2 ∆𝑡= 𝑐 2 𝑚 2 ( 𝑡 2 − 𝑡 1 )
  𝑚 2 = 𝜌 2 𝑉 2
  𝑞 𝑚 1 = 𝑐 2 𝜌 2 𝑉 2 ( 𝑡 2 − 𝑡 1 )
  𝑞= 𝑐 2 𝜌 2 𝑉 2 ( 𝑡 2 − 𝑡 1 ) 𝑚 1
  𝑞= 4200 Дж кг×℃ ×1000 кг м 3 ×10× 10 −3 м 3 ×100 ℃ 0,14 кг =30 МДж кг
  
  Ответ: q=30 МДж кг , каменный уголь
  

• 4 слайд

  РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА ТЕПЛОТЫ ПРИ НАГРЕВАНИИ И ОХЛАЖДЕНИИ
  Задача № 3
  Какую массу воды при температуре 𝑡 1 =100 ℃ нужно влить в воду при температуре 𝑡 2 =0,0 ℃ массой 𝑚 2 =9 кг, чтобы окончательная температура стала 𝑡 3 =25 ℃ ?
  Дано:
  с 1 = с 2 =с
  𝑡 1 =100 ℃
  𝑡 2 =0,0 ℃
  𝑚 2 =9 кг
  𝑡 3 =25 ℃
  
  
  
  
  
  𝑚 1 −?
  Решение:
  𝑄 отд = 𝑄 пол
  𝑄 1 = 𝑄 2
  𝑄 1 =𝑐 𝑚 1 ( 𝑡 1 − 𝑡 3 )
  𝑄 2 = 𝑐𝑚 2 ( 𝑡 3 − 𝑡 2 )
  𝑐 𝑚 1 ( 𝑡 1 − 𝑡 3 )= 𝑐𝑚 2 ( 𝑡 3 − 𝑡 2 )
  
  𝑚 1 = 𝑐𝑚 2 ( 𝑡 3 − 𝑡 2 ) 𝑐( 𝑡 1 − 𝑡 3 ) = 𝑚 2 ( 𝑡 3 − 𝑡 2 ) ( 𝑡 1 − 𝑡 3 )
  𝑚 1 = 9 кг ×(25 ℃−0,0 ℃ ) 100 ℃−25 ℃ =3 кг
  
  Ответ: 𝑚 1 =3 кг
  0
  25
  50
  75
  100
  𝑡,℃
  𝜏, мин
  

• 5 слайд

  РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА ТЕПЛОТЫ ПРИ НАГРЕВАНИИ И ОХЛАЖДЕНИИ
  Задача № 4
  В ванну сначала налили воду объемом 𝑉 1 =50 л при температуре 𝑡 1 =80 ℃, а затем добавили еще 𝑉 2 =120 л воды при температуре 𝑡 2 =20 ℃. Определите конечную температуру воды в ванне, если потери на нагревание окружающей среды составили 20 % количества теплоты, отданного горячей воды.
  Дано:
  с 1 = с 2 =с
  𝑡 1 =80 ℃
  𝑡 2 =20 ℃
  𝑉 1 =50 л==0,05 м 3
  
  
  𝑉 2 =120 л==0,12 м 3
  𝑄 пот =0,2 𝑄 отд
  
  𝑡−?
  Решение:
  𝑄 отд = 𝑄 пол
  𝑄 пол =𝑐 𝑚 2 (𝑡− 𝑡 2 )
  𝑄 отд = 𝑐𝑚 1 𝑡 1 −𝑡 −0,2 𝑐𝑚 1 𝑡 1 −𝑡 =0,8 𝑐𝑚 1 𝑡 1 −𝑡
  𝑐 𝑚 2 𝑡− 𝑡 2 =0,8 𝑐𝑚 1 𝑡 1 −𝑡
  𝑚 2 𝑡− 𝑡 2 =0,8 𝑚 1 𝑡 1 −𝑡
  𝑚=𝜌𝑉
  𝜌𝑉 2 𝑡− 𝑡 2 =0,8 𝜌𝑉 1 𝑡 1 −𝑡
  𝑉 2 𝑡− 𝑡 2 =0,8 𝑉 1 𝑡 1 −𝑡
  𝑉 2 𝑡− 𝑉 2 𝑡 2 =0,8 𝑉 1 𝑡 1 −0,8 𝑉 1 𝑡
  𝑉 2 𝑡+0,8 𝑉 1 𝑡=0,8 𝑉 1 𝑡 1 + 𝑉 2 𝑡 2
  𝑡= 0,8 𝑉 1 𝑡 1 + 𝑉 2 𝑡 2 𝑉 2 +0,8 𝑉 1
  𝑡= 0,8×0,05 м 3 ×80 ℃+0,12 м 3 ×20 ℃ 0,12 м 3 +0,8×0,05 м 3 =35℃
  Ответ: t=35 ℃
  
  
  0
  20
  𝑡
  80
  𝑡,℃
  𝜏, мин
  

• 6 слайд

  ПЛАВЛЕНИЕ И КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ
  Задача № 5
  В калориметр, содержащий лед массой 𝑚 1 =0,1 кг при температуре 𝑡 1 =0,0 ℃, влили воду массой 𝑚 2 =0,5 кг при температуре 𝑡 2 =70 ℃. Определите конечную температуру воды в калориметре. Теплоемкостью калориметра пренебречь. Удельная теплоемкость воды с 2 =4200 Дж кг×℃ , удельная теплота плавления льда 𝜆=3,33× 10 5 Дж кг
  Дано:
  с 2 =4200 Дж кг×℃
  𝑚 1 =0,10 кг
  𝑡 1 =0,0 ℃
  𝑡 2 =70 ℃
  𝑚 2 =0,50 кг
  𝑡 3 =25 ℃
  𝜆=3,33× 10 5 Дж кг
  
  𝑡−?
  Решение:
  𝑄 отд = 𝑄 пол
  𝑄 отд = 𝑐 2 𝑚 2 𝑡 2 −𝑡
  𝑄 пол = 𝑄 1 + 𝑄 2
  𝑄 пол =𝜆 𝑚 1 +𝑐 2 𝑚 1 (𝑡− 𝑡 1 )
  𝑐 2 𝑚 2 𝑡 2 −𝑡 =𝜆 𝑚 1 +𝑐 2 𝑚 1 (𝑡− 𝑡 1 )
  𝑐 2 𝑚 2 𝑡 2 − 𝑐 2 𝑚 2 𝑡=𝜆 𝑚 1 + 𝑐 2 𝑚 1 𝑡− 𝑐 2 𝑚 1 𝑡 1
  𝑐 2 𝑚 1 𝑡+ 𝑐 2 𝑚 2 𝑡= 𝑐 2 𝑚 2 𝑡 2 + 𝑐 2 𝑚 1 𝑡 1 −𝜆 𝑚 1
  𝑡( 𝑐 2 𝑚 1 + 𝑐 2 𝑚 2 )= 𝑐 2 ( 𝑚 2 𝑡 2 + 𝑚 1 𝑡 1 )−𝜆 𝑚 1
  𝑡= 𝑐 2 ( 𝑚 2 𝑡 2 + 𝑚 1 𝑡 1 )−𝜆 𝑚 1 𝑐 2 ( 𝑚 1 + 𝑚 2 )
  𝑡= 4200 Дж кг×℃ × 0,50 кг ×70 ℃+0,10 кг ×0,0 ℃ −3,33× 10 5 Дж кг ×0,10 кг 4200 Дж кг×℃ ×(0,10 кг +0,50 кг ) =45 ℃
  Ответ: t=45 ℃
  
  
  0
  𝑡
  70
  𝑡,℃
  𝜏, мин
  1
  2
  3
  

• 7 слайд

  КИПЕНИЕ ЖИДКОСТЕЙ. КОНДЕНСАЦИЯ
  Задача № 6
  Вычислите затраты энергии на нагревание и испарение воды, содержащейся в сырых дровах, при сгорании каждого килограмма дров, если при температуре 𝑡 1 =5,0 ℃ половину массы дров составляет вода.
  0
  5
  100
  𝑡,℃
  𝜏, мин
  Дано:
  с=4200 Дж кг×℃
  𝑡 1 =5,0 ℃
  𝑡=100 ℃
  𝑚=0,50 кг
  𝐿=2,26× 10 6 Дж кг
  
  
  
  Q−?
  Решение:
  
  𝑄= 𝑄 1 + 𝑄 2
  𝑄 1 =𝑐𝑚 (𝑡− 𝑡 1 )
  𝑄 2 =𝐿𝑚
  𝑄=𝑐𝑚 𝑡− 𝑡 1 +𝐿𝑚=m c 𝑡− 𝑡 1 +𝐿
  𝑄=0,50 кг× 4200 Дж кг×℃ ×95 ℃+2,26× 10 6 Дж кг =1,3 МДж
  
  Ответ: 𝑄=1,3 МДж
  
  
  1
  2
  

• 8 слайд

  Задача № 7
  0
  78
  𝑡,℃
  𝜏, мин
  -114
  -120
  1
  2
  3
  4
  Опишите каждый из участков графика и определите вещество, для которого он построен. Какими формулами следует воспользоваться для расчета количества теплоты, необходимое для осуществления данного процесса?
  Решение:
  Температура -114 ℃ является температурой плавления спирта, а температура 78 ℃ - температурой его кипения. Следовательно, на участке 1 происходит нагревание твердого спирта, на участке 2 – его плавление, на участке 3- нагревание жидкого спирта от температуры плавления до температуры кипения, на участке 4- кипение спирта.
  Количество теплоты, необходимое для осуществления данного процесса:
  𝑄= 𝑐 тв.сп 𝑚 𝑡 пл − 𝑡 1 +𝜆𝑚+ 𝑐 ж.сп 𝑚 𝑡 кип − 𝑡 пл +𝐿𝑚
  

• 9 слайд

  Задача № 8
  Какую массу водяного пара при температуре 𝑡 1 =100 ℃ нужно впустить в калориметр, содержащий лед массой 𝑚 2 ==100 г при температуре 𝑡 2 =−10 ℃, чтобы конечная температура образовавшейся воды стала равной 𝑡=15 ℃ ?
  0
  15
  100
  𝑡,℃
  𝜏, мин
  -10
  1
  2
  3
  4
  5
  Дано:
  𝑡 1 =100 ℃
  𝑡 2 =−10 ℃
  𝑚 2 =100 г==0,1 кг
  𝑡=15 ℃
  𝑐 в =4200 Дж кг×℃
  𝑐 л =2100 Дж кг×℃
  𝜆=3,33× 10 5 Дж кг
  𝐿=2,26× 10 6 Дж кг
  
  
  
  
  
  
  𝑚 1 −?
  Решение:
  𝑄 отд = 𝑄 пол
  𝑄 отд = 𝑄 1 + 𝑄 2
  𝑄 отд =𝐿 𝑚 1 + 𝑐 в 𝑚 1 ( 𝑡 1 −𝑡)
  𝑄 пол = 𝑄 5 + 𝑄 4 + 𝑄 3
  𝑄 пол = 𝑐 л 𝑚 2 𝑡 пл − 𝑡 2 +𝜆 𝑚 2 + 𝑐 в 𝑚 2 (𝑡− 𝑡 пл )
  𝐿 𝑚 1 + 𝑐 в 𝑚 1 𝑡 1 −𝑡 = 𝑐 л 𝑚 2 𝑡 пл − 𝑡 2 +𝜆 𝑚 2 + 𝑐 в 𝑚 2 (𝑡− 𝑡 пл )
  𝑚 1 (𝐿+ 𝑐 в 𝑡 1 −𝑡 )= 𝑚 2 ( 𝑐 л 𝑡 пл − 𝑡 2 +𝜆+ 𝑐 в 𝑡− 𝑡 пл )
  𝑚 1 = 𝑚 2 ( 𝑐 л 𝑡 пл − 𝑡 2 +𝜆+ 𝑐 в 𝑡− 𝑡 пл ) 𝐿+ 𝑐 в 𝑡 1 −𝑡
  𝑚 1 = 0,1 кг × 2100 Дж кг×℃ ×10 ℃+3,33× 10 5 Дж кг +4200 Дж кг×℃ ×15 ℃ 2,26× 10 6 Дж кг +4200 Дж кг×℃ ×85 ℃ ==0,016 кг=16 г
  
  Ответ: 𝑚 1 =16 г
  

• 10 слайд

  Задача № 9
  В сосуд, содержащий лед массой 𝑚 1 =2 кг при температуре 𝑡 1 =−10 ℃, впустили водяной пар при температуре 𝑡 2 =100 ℃, масса которого 𝑚 2 =200 г. Расплавится ли весь лед? Какая температура установится в сосуде? (Удельная теплоемкость льда 𝑐 л =2100 Дж кг×℃ , воды 𝑐 в =4200 Дж кг×℃ , удельная теплота парообразования воды 𝐿==2,26× 10 6 Дж кг , удельная теплота плавления льда 𝜆=3,33× 10 5 Дж кг )
  
  Дано:
  𝑡 1 =−10 ℃
  𝑡 2 =100 ℃
  𝑚 1 =2 кг
  𝑚 2 =200 г==0,2 кг
  𝑐 в =4200 Дж кг×℃
  𝑐 л =2100 Дж кг×℃
  𝜆=3,33× 10 5 Дж кг
  𝐿=2,26× 10 6 Дж кг
  
  
  
  
  
  
  t−?
  Решение:
  𝑄 1 = 𝑐 л 𝑚 1 𝑡 пл − 𝑡 1 +𝜆 𝑚 1 = (𝑐 л 𝑡 пл − 𝑡 1 +𝜆 )𝑚 1
  𝑄 1 =(2100 Дж кг×℃ × 10 ℃+3,33× 10 5 Дж кг )×2 кг=708 кДж
  𝑄 2 =𝐿 𝑚 2 =2,26× 10 6 Дж кг ×0,2 кг=452 кДж
  𝑄 3 = 𝑐 в 𝑚 2 𝑡 2 − 𝑡 пл
  𝑄 3 =4200 Дж кг×℃ ×0,2 кг× 100 ℃=84 кДж
  𝑄 2 + 𝑄 3 =452 кДж+84 кДж=536 кДж
  Так как 𝑄 1 > 𝑄 2 + 𝑄 3 , то расплавится только часть льда и в сосуде установится температура 0 ℃
  
  Ответ: 𝑄 1 > 𝑄 2 + 𝑄 3 , то расплавится только часть льда и в сосуде установится температура 0 ℃