Номер 740, страница 83 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

8 класс. Тепловые явления. 31. Количество теплоты. Единицы количества теплоты. Удельная теплоёмкость. Расчёт количества теплоты, сообщённого телу при его нагревании или выделяемого при его охлаждении - номер 740, страница 83.

Решение.

Дано:

$V = 2$ л

$Δt = 5$ °C

Перевод в систему СИ:

$V = 2 \cdot 10^{-3}$ м³

Справочные данные:

Удельная теплоемкость воды $c = 4200 \frac{Дж}{кг \cdot °C}$

Плотность воды $ρ ≈ 1000 \frac{кг}{м³}$

Найти:

$ΔU$ - ?

Решение:

Изменение внутренней энергии $ΔU$ при нагревании вещества (без изменения агрегатного состояния и совершения работы) равно количеству теплоты $\text{Q}$, переданной этому веществу. В данном случае объем воды практически не меняется, поэтому работа не совершается.

$ΔU = Q$

Количество теплоты, необходимое для нагревания, определяется по формуле:

$Q = c \cdot m \cdot Δt$

где $\text{c}$ — удельная теплоемкость вещества, $\text{m}$ — его масса, $Δt$ — изменение температуры.

Массу воды найдем через её объем $\text{V}$ и плотность $ρ$:

$m = ρ \cdot V$

Подставим значения и рассчитаем массу:

$m = 1000 \frac{кг}{м³} \cdot 2 \cdot 10^{-3} м³ = 2$ кг

Теперь можем рассчитать количество теплоты, которое равно изменению внутренней энергии:

$ΔU = 4200 \frac{Дж}{кг \cdot °C} \cdot 2 кг \cdot 5 °C = 42000$ Дж

Для удобства представим результат в килоджоулях (кДж), зная, что 1 кДж = 1000 Дж:

$ΔU = 42000$ Дж = $42$ кДж

Ответ: внутренняя энергия двух литров воды увеличится на 42 кДж.