Физика. 10 класс

Пример 1. На рисунке 77 представлен график зависимости абсолютной температуры нагреваемого тела от переданного ему количества теплоты. Воспользовавшись таблицей на с. 84, определите вещество, из которого изготовлено тело, если его масса m = 40 кг.

Решение: Для того чтобы определить вещество, из которого изготовлено тело, найдём его удельную теплоёмкость с. Анализируя график, делаем вывод, что при нагревании тела от температуры Т₁ = 200 К до температуры Т₂ = 600 К ему было передано количество теплоты Q = 4,0 · 10⁶ Дж, которое можно рассчитать по формуле Q = cm(Т₂ – Т₁).

Следовательно, удельная теплоёмкость вещества .

.

Полученное значение удельной теплоёмкости соответствует олову.

Ответ:  — олово.

Пример 2. В налитую в сосуд воду, масса которой m₁ = 800 г и температура t₁ = 60 °С, добавили некоторое количество льда при температуре t₂ = –10 °С. Определите массу льда, если после достижения теплового равновесия температура содержимого сосуда t₃ = 40 °С. Теплоёмкостью сосуда и потерями тепла пренебречь. Удельная теплоёмкость воды , льда , удельная теплота плавления льда .

Дано:
m₁ = 800 г = 0,800 кг
t₁ = 60 °С
t₂ = –10 °С
t₃ = 40 °С

m₂ — ?

Решение: Пренебрегая потерями энергии в окружающую среду, учитываем только обмен энергией между входящими в систему телами. Рассмотрим тепловые процессы, происходившие в системе: 1) нагревание льда от температуры t₂ до температуры плавления t₀ = 0,0 °С: Q₁ = c₂m₂(t₀ – t₂); 2) таяние льда: Q₂ = λm₂; 3) нагревание воды, появившейся при таянии льда, от температуры t₀ до температуры t₃: Q₃ = c₁m₂(t₃ – t₀); 4) остывание тёплой воды массой m₁ от температуры t₁ до температуры t₃: Q₄ = c₁m₁(t₃ – t₁). Составим уравнение теплового баланса: Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q₄ = 0, или

Откуда масса льда:

Ответ: m₂ = 0,13 кг.