Sprawdź się

Pokaż ćwiczenia:

R1dC1EgMyQm891

Ćwiczenie 1

Połącz części zdań, aby otrzymać prawdziwe stwierdzenia:

jest oddawane ciepło równe iloczynowi masy ciała i ciepła parowania., jest oddawane ciepło równe iloczynowi masy ciała i ciepła topnienia., jest pobierane ciepło równe iloczynowi masy ciała i ciepła parowania., jest pobierane ciepło równe iloczynowi masy ciała i ciepła topnienia.

Podczas krzepnięcia
Podczas skraplania
Podczas wrzenia
Podczas topnienia

RMKKLjyQIuhvo1

Ćwiczenie 2

W kalorymetrze umieszczono kostkę lodu o temperaturze $-8 °$ i żelazną kulkę o temperaturze $160 °$ . W stanie końcowym w kalorymetrze zamiast lodu była woda o temperaturze $0 °$ .
Odpowiedz, które stwierdzenie jest prawdziwe:

Ciepło pobrane przez kulkę jest równe ciepłu oddanemu przez lód w procesie topnienia.
Ciepło oddane przez kulkę jest równe ciepłu pobranemu przez lód w procesie topnienia.
Ciepło oddane przez kulkę jest równe ciepłu pobranemu przez lód w procesie topnienia oraz podczas zwiększania temperatury od $-8 °$ do $0 °$ .
Ciepło oddane przez kulkę jest równe sumie ciepła pobranego przez lód w procesie topnienia i ciepła pobranego przez lód i kalorymetr podczas zwiększania temperatury od $-8 °$ do $0 °$ .

Ćwiczenie 3

Rz6BdZtsV4vbE

Złotnik stopił kawałek złota o masie $m$ = 12 g, zużywając do tego celu ciepło $Q$ = 768 J. Złoto zostało przedtem podgrzane do temperatury topnienia złota $1063 °$ . Oblicz ciepło topnienia złota.

Odpowiedź: Ciepło topnienia złota: ............ kJ/kg

Ciepło pobrane podczas topnienia wynosi $Q = m C_{t}$ , gdzie $m$ – masa ciała, $C_{t}$ – ciepło topnienia.

Ciepło topnienia złota

C_{t} = \frac{Q}{m} = \frac{768 J}{0, 012 k g} = 64000 \frac{J}{k g} = 64 \frac{k J}{k g}

Ćwiczenie 4

RaR7KiTB4Rggc

W wanience niemowlęcej znajduje się woda o masie $m$ = 15 kg i temperaturze $t_{1} = 50 °$ . Oblicz, ile trzeba dolać wody o temperaturze $t_{2} = 20 °$ , aby końcowa temperatura wody wynosiła $t_{k} = 37 °$ . Ciepło właściwe wody wynosi $c_{w} = 4200$ . Pomijamy wymianę ciepła z wanienką.
Wynik zaokrąglij do trzech cyfr znaczących.

Odpowiedź: Do wanienki należy dolać ............ kg wody.

Ciepło pobrane przez dolaną wodę: $Q_{p o b r a n e} = m_{x} c_{w} (t_{k} - t_{2})$ , równe jest ciepłu oddanemu przez wodę o masie $m$ : $Q_{o d d a n e} = m c_{w} (t_{1} - t_{k})$ .

Bilans cieplny:

m_{x} c_{w} (t_{k} - t_{2}) = m c_{w} (t_{1} - t_{k})

m_{x} = \frac{m c_{w} (t_{1} - t_{k})}{c_{w} (t_{k} - t_{2})} = \frac{m (t_{1} - t_{k})}{t_{k} - t_{2}}

m_{x} = \frac{15 k g \cdot (50^{\circ} C - 37^{\circ} C)}{37^{\circ} C - 20^{\circ} C} \approx 11, 5 k g

Ćwiczenie 5

R1Zd96oDJNsW1

Uczestnicy wyprawy polarnej chcą uzyskać wrzątek z lodu, którego temperatura wynosi

t = - 25 ° C

. Oblicz, ile energii muszą zużyć, aby otrzymać 3 litry wrzątku. Ciepło właściwe wody wynosi

c_{w} = 4200 \frac{J}{k g \cdot K}

, ciepło właściwe lodu

c_{wl} = 2100 \frac{J}{k g \cdot K}

ciepło topnienia lodu

c_{t} = 333 \frac{k J}{k g}

, gęstość wody

ρ = 1000 \frac{k g}{m^{3}}

. Odpowiedź: Całkowita energia potrzebna do uzyskania 3 litrów wrzątku wynosi: Tu uzupełnij kJ.

Uczestnicy wyprawy polarnej chcą uzyskać wrzątek z lodu, którego temperatura wynosi $t = - 25 °$ . Oblicz, ile energii muszą zużyć, aby otrzymać 3 litry wrzątku. Ciepło właściwe wody wynosi $c_{w} = 4200$ , ciepło właściwe lodu $c_{wl} = 2100$ ciepło topnienia lodu $c_{t} = 333$ , gęstość wody $ρ = 1000$ .

Odpowiedź: Całkowita energia potrzebna do uzyskania 3 litrów wrzątku wynosi: ............ kJ.

Energii musi wystarczyć na ogrzanie lodu do temperatury topnienia $t_{t} = 0 ° C$ , na stopienie lodu i na ogrzanie wody powstałej z lodu do $t_{w} = 100 ° C$ .

Masa wody to iloczyn objętości i gęstości wody:

m = ρ V = 1000 \frac{kg}{m^{3}} \cdot 0, 003 m^{3} = 3 kg

Ciepło pobrane przez lód na ogrzanie do temperatury topnienia $t_{t} = 0 ° C$ : $m c_{w l} (t_{t} - t)$ .

Ciepło pobrane przez lód na stopienie: $m c_{t}$ .

Ciepło pobrane przez wodę powstałą z lodu na ogrzanie od $t_{t} = 0 ° C$ do temperatury wrzenia $t_{w} = 100 ° C$ : $m c_{w} (t_{w} - t_{t})$ .

Całkowita energia:

Q = m c_{w l} (t_{t} - t) + m c_{t} + m c_{w} (t_{w} - t_{t})

Q = 3 k g \cdot 2100 \frac{J}{k g \cdot K} \cdot 25 K + 3 k g \cdot 333000 \frac{J}{k g} + 3 k g \cdot 4200 \frac{J}{k g \cdot K} \cdot 100 K = 2416500 J = 2416, 5 k J

Ćwiczenie 6

R1XMmsBK7k5XE

Na aluminiową płytkę o masie

m_{1}

= 0,3 kg i temperaturze

t = 80 ° C

wylano alkohol etylowy o masie

m_{2}

= 5 g. Temperatura wrzenia alkoholu wynosi

78 ° C

, więc alkohol szybko wyparował z płytki. Oblicz końcową temperaturę płytki. Ciepło parowania alkoholu etylowego wynosi

c_{p} = 854 \frac{k J}{k g}

, ciepło właściwe aluminium

c_{w(Al)} = 900 \frac{J}{k g \cdot K}

. Odpowiedź: Końcowa temperatura płytki wynosiła Tu uzupełnij

° C

Na aluminiową płytkę o masie $m_{1}$ = 0,3 kg i temperaturze $t = 80 °$ wylano alkohol etylowy o masie $m_{2}$ = 5 g. Temperatura wrzenia alkoholu wynosi $78 °$ , więc alkohol szybko wyparował z płytki. Oblicz końcową temperaturę płytki. Ciepło parowania alkoholu etylowego wynosi $c_{p} = 854$ , ciepło właściwe aluminium $c_{w(Al)} = 900$ .

Odpowiedź: Końcowa temperatura płytki wynosiła ............ $°$ .

Ciepło pobrane przez alkohol podczas parowania wynosi $m_{2} c_{p}$ , zaś ciepło oddane przez płytkę $m_{1} c_{w A l} (t - t_{k})$

Bilans cieplny ma postać

m_{2} c_{p} = m_{1} c_{w A l} (t - t_{k}),

skąd

(t - t_{k}) = \frac{m_{2} c_{p}}{m_{1} c_{w A l}},

wobec tego

t - t_{k} = \frac{0, 005 kg \cdot 854000 \frac{J}{kg}}{0, 3 kg \cdot 900 \frac{J}{kg \cdot K}} = 16 K = 16^{\circ} C,

zatem

t_{k} = 80^{\circ} C - 16^{\circ} C = 64^{\circ} C .

Ćwiczenie 7

R1I1ZEnnqL8Oz

Do aluminiowego kalorymetru o masie

m_{1}

= 0,1 kg zawierającego masę

m_{2}

= 0,5 kg wody o temperaturze

t_{1} = 10 ° C

wpuszczono

m_{3}

= 0,01 kg pary wodnej o temperaturze

t_{2} = 100 ° C

. Oblicz temperaturę końcową i masę wody w kalorymetrze. Ciepło parowania wody wynosi

c_{p} = 2300 \frac{k J}{k g}

, ciepło właściwe wody

c_{w} = 4200 \frac{J}{k g \cdot K}

, ciepło właściwe aluminium

c_{wAl} = 900 \frac{J}{k g \cdot K}

. Odpowiedź: Temperatura końcowa wyniosła Tu uzupełnij

° C

, a końcowa masa wody Tu uzupełnij kg.

Do aluminiowego kalorymetru o masie $m_{1}$ = 0,1 kg zawierającego masę $m_{2}$ = 0,5 kg wody o temperaturze $t_{1} = 10 °$ wpuszczono $m_{3}$ = 0,01 kg pary wodnej o temperaturze $t_{2} = 100 °$ . Oblicz temperaturę końcową (z dokładnością do dwóch cyfr znaczących) i masę wody w kalorymetrze. Ciepło parowania wody wynosi $c_{p} = 2300$ , ciepło właściwe wody $c_{w} = 4200$ , ciepło właściwe aluminium $c_{wAl} = 900$ .

Odpowiedź: Temperatura końcowa wyniosła ............ $°$ , a końcowa masa wody ............ kg.

Ciepło jest oddawane przez parę podczas skraplania i przez wodę powstałą z pary podczas zmniejszania temperatury od $t_{2}$ do $t_{k}$ , a pobierane przez kalorymetr i wodę podczas zwiększania temperatury.

Ciepło jest oddawane przez parę podczas skraplania i przez wodę powstałą z pary podczas zmniejszania temperatury od $t_{2}$ do $t_{k}$ .

Q_{o d d a n e} = m_{3} c_{p} + m_{3} c_{w} (t_{2} - t_{k})

Ciepło jest pobrane przez kalorymetr oraz wodę o masie $m_{2}$ podczas zwiększania temperatury od $t_{1}$ do $t_{k}$ :

Q_{p o b r a n e} = m_{1} c_{w A l} (t_{k} - t_{1}) + m_{2} c_{w} (t_{k} - t_{1})

Bilans cieplny ma postać:

m_{1} c_{w A l} (t_{k} - t_{1}) + m_{2} c_{w} (t_{k} - t_{1}) = m_{3} c_{p} + m_{3} c_{w} (t_{2} - t_{k})

Temperatura końcowa wynosi wobec tego

t_{k} = \frac{m_{3} c_{p} + m_{3} c_{w} t_{2} + m_{2} c_{w} t_{1} + m_{1} c_{w A l} t_{1}}{m_{1} c_{w A l} + m_{2} c_{w} + m_{3} c_{w}} =

= \frac{0, 01 k g \cdot 2300000 \frac{J}{k g} + 0, 01 k g \cdot 4200 \frac{J}{k g \cdot K} \cdot 100^{\circ} C + 0, 5 k g \cdot 4200 \frac{J}{k g \cdot K} \cdot 10^{\circ} C + 0, 1 k g \cdot 900 \frac{J}{k g \cdot K} \cdot 10^{\circ} C}{0, 1 k g \cdot 900 \frac{J}{k g \cdot K} + 0, 5 k g \cdot 4200 \frac{J}{k g \cdot K} + 0, 01 k g \cdot 4200 \frac{J}{k g \cdot K}} \approx 22^{\circ} C

Temperatura końcowa wynosi $22 ° C$ , a końcowa masa wody $m_{k}$ = 0,5 kg + 0,01 kg = 0,501 kg.

Ćwiczenie 8

Stopiony ołów o masie m = 300 g i temperaturze T = 350Indeks górny oC wlewamy do 10‑litrowego wiadra wody o temperaturze pokojowej. O ile wzrośnie temperatura wody? Jaki efekt pomijamy, jeśli korzystamy tylko z ciepła właściwego dla ołowiu i wody?

Film samouczek

Dla nauczyciela