Question

1) Какое количество теплоты потребуется для нагревания куска меди массой 4кг от 25 о С до 50 о С? Удельная теплоемкость меди 400 Дж/кг · о С. 2) Определите энергию потребляемую лампочкой карманного фонарика за 120 секунд, если напряжение на ней равно 2,5 В, а сила тока 0,2 А. 3)Вычислите величину силы тока в обмотке электрического утюга, если при включении его в сеть 220 В он потребляет мощность 880 Вт. 4)Два проводника сопротивлением R1 = 150 Ом и R2 = 100 Ом соединены последовательно. Чему равно их общее сопротивление? 5)Сколько энергии выделится при кристаллизации и охлаждении от температуры плавления 327 С до 27 С свинцовой пластины размером 2 · 5 · 10 см? (Удельная теплота кристаллизации свинца 0,25 · 105 Дж/кг, удельная теплоемкость воды 140 Дж/кг · °С, плотность свинца 11300 кг/м3).

Answer 1

1. Ответ: требуется кол-во теплоты равное в 40 кДж.
2. Ответ: энергия, потребляемая лампочкой равна 60 Дж.
3. Ответ: сила тока равна 4 А.
4. Ответ: общее сопротивление равно 250 Ом
5. Кол-во теплоты для нагревания = 47,46 кДж. Кол-во теплоты выделяемая остыванием = ~~ 8900 Дж.

Answer 2

1. Для вычисления теплоты, потребуемой для нагревания куска меди, используем формулу:

Q = m * c * ΔT

где: Q - теплота (в джоулях) m - масса меди (в килограммах) c - удельная теплоемкость меди (в Дж/кг·°C) ΔT - изменение температуры (в °C)

Подставим значения:

m = 4 кг c = 400 Дж/кг·°C ΔT = (50 °C) - (25 °C) = 25 °C

Q = 4 кг * 400 Дж/кг·°C * 25 °C = 40 000 Дж (или 40 кДж)

Ответ: Для нагревания куска меди массой 4 кг от 25°C до 50°C потребуется 40 кДж теплоты.

2. Для вычисления энергии, потребляемой лампочкой фонарика, используем закон:

P = V * I

где: P - потребляемая мощность (в ваттах) V - напряжение (в вольтах) I - сила тока (в амперах)

Подставим значения:

V = 2,5 В I = 0,2 А

P = 2,5 В * 0,2 А = 0,5 Вт

Теперь, чтобы найти энергию (работу), умножим мощность на время:

Энергия = P * t

где: t - время (в секундах)

Подставим значение времени:

t = 120 сек

Энергия = 0,5 Вт * 120 сек = 60 Дж

Ответ: Лампочка фонарика потребляет 60 джоулей энергии за 120 секунд работы.

3. Для вычисления величины силы тока в обмотке электрического утюга, используем закон:

P = V * I

где: P - потребляемая мощность (в ваттах) V - напряжение (в вольтах) I - сила тока (в амперах)

Подставим значения:

P = 880 Вт V = 220 В

I = P / V = 880 Вт / 220 В = 4 Ампера

Ответ: Величина силы тока в обмотке электрического утюга равна 4 амперам.

4. Для вычисления общего сопротивления двух проводников, соединенных последовательно, используем формулу:

R_общ = R1 + R2

Подставим значения:

R1 = 150 Ом R2 = 100 Ом

R_общ = 150 Ом + 100 Ом = 250 Ом

Ответ: Общее сопротивление двух проводников, соединенных последовательно, равно 250 Ом.

5. Для вычисления энергии, выделенной при кристаллизации и охлаждении свинцовой пластины, используем формулу:

Q = m * L + m * c * ΔT

где: Q - выделенная энергия (в джоулях) m - масса свинцовой пластины (в килограммах) L - удельная теплота кристаллизации свинца (в Дж/кг) c - удельная теплоемкость свинца (в Дж/кг·°C) ΔT - изменение температуры (в °C)

Сначала рассчитаем энергию для кристаллизации:

m = объем * плотность m = 2 см * 5 см * 10 см * 11300 кг/м^3 = 1130 кг

Q_кристаллизация = m * L = 1130 кг * 0,25 * 10^5 Дж/кг = 2,825 * 10^8 Дж

Теперь рассчитаем энергию для охлаждения:

ΔT = (27°C) - (327°C) = -300°C (потому что температура снижается)

Q_охлаждение = m * c * ΔT = 1130 кг * 140 Дж/кг·°C * (-300°C) = -4,74 * 10^7 Дж

Общая выделенная энергия:

Q_общ = Q_кристаллизация + Q_охлаждение = 2,825 * 10^8 Дж - 4,74 * 10^7 Дж = 2,351 * 10^8 Дж

Ответ: При кристаллизации и охлаждении свинцовой пластины размером 2 · 5 · 10 см выделится около 2,351 * 10^8 Дж энергии.