§ 13. Количество теплоты

Упражнение 9

1. Чтобы увеличить температуру воды, масса которой m₁ = 230 г, на ∆T₁ = 30,0 К, необходимо такое же количество теплоты, как и для увеличения температуры железного бруска на ∆T₂ = 50,0 К. Определите массу бруска. Удельные теплоёмкости: воды , железа .

2. Жидкое олово при температуре плавления t₁ = 232 °C влили в воду массой m₂ = 2,0 кг, температура которой t₂ = 12 °C. В результате температура воды повысилась до t = 32 °C. Определите массу олова. Теплообменом с окружающей средой, теплоёмкостью сосуда, в котором находилась вода, и испарением воды пренебречь. Удельные теплоёмкости: олова , воды ; удельная теплота плавления олова .

3. В теплоизолированном сосуде, теплоёмкостью которого можно пренебречь, находится вода массой m₁ = 0,40 кг при температуре t₁ = 10 °C. В воду впускают сухой водяной пар массой m₂ = 50 г, температура которого t₂ = 100 °C. Определите установившуюся температуру воды в сосуде. Для воды: удельная теплоёмкость , удельная теплота парообразования .

4. В теплоизолированном сосуде, теплоёмкостью которого можно пренебречь, находится вода объёмом V₁ = 3,2 л при температуре t₁ = 20 °С. В воду опускают стальной брусок массой m₂ = 4,0 кг, нагретый до температуры t₂ = 360 °С. В результате теплообмена вода нагрелась до температуры t₃ = 50 °С, а часть её обратилась в пар. Определите массу воды, обратившейся в пар. Для воды: удельная теплоёмкость , плотность , удельная теплота парообразования , температура кипения . Удельная теплоёмкость стали .

5. В калориметр налили воду при температуре t = 12 °С. При проведении первого опыта в воду поместили лёд массой m₁ = 0,10 кг, а при проведении второго — лёд массой m₂ = 0,20 кг. В обоих опытах лёд был взят при температуре плавления. Определите установившуюся в калориметре температуру, если и в первом, и во втором опытах она была одинаковая.

6. Объём метана СН₄, потребляемого газовым водонагревателем в минуту, . Модуль скорости потока воды, вытекающего из водонагревателя, , а его диаметр d = 1,1 см. Давление газа в трубе р = 1,4 · 10⁵ Па, а значения начальной и конечной температуры воды t₁ = 10 °С и t₂ = 92 °С соответственно. Определите коэффициент полезного действия водонагревателя. Для воды: удельная теплоёмкость , плотность , удельная теплота сгорания метана .