Интерактивные задания, страница 57 - гдз по химии 7 класс учебник Оспанова, Аухадиева

Пройдите по ссылке QR-кода и выполните задания.

Задание 1

Вопрос: Какая из перечисленных физических величин характеризует свойство тела (вещества)?

Решение:

Рассмотрим предложенные физические величины:

1. Температура — это величина, характеризующая степень нагретости тела и являющаяся мерой средней кинетической энергии его частиц. Она описывает состояние тела в данный момент, а не является его внутренним свойством.

2. Внутренняя энергия — это сумма кинетической энергии теплового движения частиц и потенциальной энергии их взаимодействия. Она зависит от массы, температуры и агрегатного состояния тела, то есть также является характеристикой состояния, а не свойством вещества.

3. Удельная теплоемкость — это физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо передать телу массой 1 кг для того, чтобы его температура изменилась на 1 o С. Удельная теплоемкость зависит от рода вещества и его агрегатного состояния, поэтому она является его фундаментальной характеристикой (свойством).

4. Количество теплоты — это энергия, которую тело получает или отдает при теплопередаче. Это мера процесса, а не свойство самого тела.

Следовательно, именно удельная теплоемкость является характеристикой самого вещества.

Ответ: 3) удельная теплоемкость.

Задание 2

Вопрос: В каком случае внутренняя энергия стальной детали изменится в большей степени: при погружении ее в горячую воду или при ударе о наковальню?

Решение:

Внутренняя энергия тела может изменяться двумя способами: путем совершения работы и путем теплопередачи.

1. При погружении детали в горячую воду ее внутренняя энергия увеличивается за счет теплопередачи. Величина изменения зависит от разности температур и массы.

2. При ударе о наковальню над деталью совершается работа (за счет деформации), которая переходит в ее внутреннюю энергию, вызывая нагрев. Величина изменения зависит от силы удара, массы и свойств материала.

Степень изменения внутренней энергии в обоих случаях зависит от конкретных условий (насколько горячая вода, насколько силен удар). Не имея этих данных, невозможно однозначно сказать, какой процесс приведет к большему изменению. Можно подобрать такие условия, при которых изменение внутренней энергии будет одинаковым в обоих случаях.

Ответ: 3) оба процесса могут привести к одинаковому изменению внутренней энергии.

Задание 3

Вопрос: От чего зависит количество теплоты, необходимое для нагревания тела?

Решение:

Количество теплоты ($\text{Q}$), необходимое для нагревания тела, определяется по формуле:

$Q = c \cdot m \cdot \Delta t = c \cdot m \cdot (t_2 - t_1)$

Из формулы видно, что количество теплоты прямо пропорционально:

• удельной теплоемкости вещества ($\text{c}$), которая зависит от рода вещества;
• массе тела ($\text{m}$);
• изменению его температуры ($\Delta t$), то есть разности конечной и начальной температур.

Следовательно, количество теплоты зависит от всех трех перечисленных факторов.

Ответ: 4) от массы тела, разности температур и рода вещества.

Задание 4

Вопрос: Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг·o С). Что это означает?

Решение:

По определению, удельная теплоемкость — это физическая величина, показывающая, какое количество теплоты требуется для нагревания 1 кг вещества на 1 o С (или 1 К).

Таким образом, утверждение "удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/(кг·o С)" означает, что для того, чтобы нагреть массу воды, равную 1 кг, на 1 o С, необходимо затратить количество теплоты, равное 4200 Дж.

Ответ: 1) Для нагревания 1 кг воды на 1o С требуется количество теплоты, равное 4200 Дж.

Задание 5

Вычислите количество теплоты, необходимое для нагревания стальной детали массой 200 г от 30 до 40 o С. Удельная теплоемкость стали 500 Дж/(кг·o С).

Дано:

$m = 200 \text{ г}$

$t_1 = 30 \text{ o С}$

$t_2 = 40 \text{ o С}$

$c = 500 \mathrm{Дж/(кг \cdot o С)}$

В системе СИ:

$m = 0.2 \text{ кг}$

Найти:

$\text{Q}$

Решение:

Для расчета количества теплоты используем формулу:

$Q = c \cdot m \cdot (t_2 - t_1)$

Подставим числовые значения:

$Q = 500 \frac{Дж}{кг \cdot o С} \cdot 0.2 \text{ кг} \cdot (40 \text{ o С} - 30 \text{ o С})$

$Q = 500 \cdot 0.2 \cdot 10 \text{ Дж} = 1000 \text{ Дж}$

Ответ: 1000 Дж.

Задание 6

На сколько градусов Цельсия охладится вода в стакане, если она отдаст окружающей среде 8400 Дж энергии? Объем воды в стакане 200 мл. Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг·o С). Плотность воды 1000 кг/м³.

Дано:

$Q = 8400 \text{ Дж}$

$V = 200 \text{ мл}$

$c = 4200 \mathrm{Дж/(кг \cdot o С)}$

$\\rho= 1000 \text{ кг/м³}$

В системе СИ:

$V = 200 \text{ мл} = 200 \text{ см}^3 = 0.0002 \text{ м³}$

Найти:

$\Delta t$

Решение:

Сначала найдем массу воды по формуле $m = \\rho\cdot V$:

$m = 1000 \frac{кг}{м³} \cdot 0.0002 \text{ м³} = 0.2 \text{ кг}$

Из формулы для количества теплоты $Q = c \cdot m \cdot \Delta t$ выразим изменение температуры $\Delta t$:

$\Delta t = \frac{Q}{c \cdot m}$

Подставим значения:

$\Delta t = \frac{8400 \text{ Дж}}{4200 \frac{Дж}{кг \cdot o С} \cdot 0.2 \text{ кг}} = \frac{8400}{840} \text{ o С} = 10 \text{ o С}$

Ответ: на 10 o С.

Задание 7

В две одинаковые мензурки налито по 200 г воды и спирта. Какое количество теплоты необходимо затратить для нагревания этих жидкостей на 10o С? Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг·o С), удельная теплоемкость спирта 2500 Дж/(кг·o С).

Дано:

$m_{воды} = m_{спирта} = 200 \text{ г}$

$\Delta t = 10 \text{ o С}$

$c_{воды} = 4200 \mathrm{Дж/(кг \cdot o С)}$

$c_{спирта} = 2500 \mathrm{Дж/(кг \cdot o С)}$

В системе СИ:

$m = 0.2 \text{ кг}$

Найти:

$Q_{воды}$, $Q_{спирта}$

Решение:

Расчет проведем для каждой жидкости отдельно по формуле $Q = c \cdot m \cdot \Delta t$.

1. Для воды:

$Q_{воды} = c_{воды} \cdot m \cdot \Delta t = 4200 \frac{Дж}{кг \cdot o С} \cdot 0.2 \text{ кг} \cdot 10 \text{ o С} = 8400 \text{ Дж}$

2. Для спирта:

$Q_{спирта} = c_{спирта} \cdot m \cdot \Delta t = 2500 \frac{Дж}{кг \cdot o С} \cdot 0.2 \text{ кг} \cdot 10 \text{ o С} = 5000 \text{ Дж}$

Ответ: 8400 Дж для воды и 5000 Дж для спирта.

Задание 8

Удельная теплоемкость льда в 2 раза меньше удельной теплоемкости воды. Нагрели 1 кг воды и 1 кг льда на 1o С. Сравните количество теплоты, затраченное на нагревание.

Решение:

Обозначим удельную теплоемкость воды как $c_{воды}$, а льда — как $c_{льда}$. По условию, $c_{воды} = 2 \cdot c_{льда}$.

Количество теплоты для нагревания воды: $Q_{воды} = c_{воды} \cdot m \cdot \Delta t$.

Количество теплоты для нагревания льда: $Q_{льда} = c_{льда} \cdot m \cdot \Delta t$.

Поскольку массы ($m = 1$ кг) и изменения температуры ($\Delta t = 1$ o С) одинаковы, отношение количеств теплоты будет равно отношению их удельных теплоемкостей:

$\frac{Q_{воды}}{Q_{льда}} = \frac{c_{воды} \cdot m \cdot \Delta t}{c_{льда} \cdot m \cdot \Delta t} = \frac{c_{воды}}{c_{льда}}$

Так как $c_{воды} = 2 \cdot c_{льда}$, то $\frac{Q_{воды}}{Q_{льда}} = 2$.

Это означает, что на нагревание воды было затрачено в 2 раза больше теплоты, чем на нагревание льда.

Ответ: 1) На нагревание воды пошло в 2 раза больше теплоты.

Задание 9

По графику зависимости температуры от полученного количества теплоты определите удельную теплоемкость вещества. Масса тела равна 2 кг.

Решение:

На графике представлена линейная зависимость температуры от полученного телом количества теплоты. График начинается в точке (0;0), что означает начальную температуру $t_1 = 0 \text{ o С}$ при $Q_1 = 0$.

Выберем на графике удобную для считывания точку, например, точку с координатами $Q_2 = 400 \text{ кДж}$ и $t_2 = 200 \text{ o С}$.

Дано:

$m = 2 \text{ кг}$

$Q = 400 \text{ кДж}$

$\Delta t = 200 \text{ o С} - 0 \text{ o С} = 200 \text{ o С}$

В системе СИ:

$Q = 400000 \text{ Дж}$

Найти:

$\text{c}$

Решение:

Из формулы $Q = c \cdot m \cdot \Delta t$ выразим удельную теплоемкость $\text{c}$:

$c = \frac{Q}{m \cdot \Delta t}$

Подставим значения:

$c = \frac{400000 \text{ Дж}}{2 \text{ кг} \cdot 200 \text{ o С}} = \frac{400000}{400} \frac{Дж}{кг \cdot o С} = 1000 \frac{Дж}{кг \cdot o С}$

Ответ: 1000 Дж/(кг·o С).

Задание 10

Какое количество теплоты выделится при остывании 5 л подсолнечного масла от 60 до 20o С? Плотность подсолнечного масла 930 кг/м³. Удельная теплоемкость 1700 Дж/(кг·o С). Ответ запишите в кДж.

Дано:

$V = 5 \text{ л}$

$t_1 = 60 \text{ o С}$

$t_2 = 20 \text{ o С}$

$\\rho= 930 \text{ кг/м³}$

$c = 1700 \mathrm{Дж/(кг \cdot o С)}$

В системе СИ:

$V = 5 \text{ л} = 0.005 \text{ м³}$

Найти:

$\text{Q}$ в кДж

Решение:

1. Найдем массу масла:

$m = \\rho\cdot V = 930 \frac{кг}{м³} \cdot 0.005 \text{ м³} = 4.65 \text{ кг}$

2. Найдем количество теплоты, выделившееся при остывании. Разность температур $\Delta t = t_1 - t_2$.

$Q = c \cdot m \cdot (t_1 - t_2)$

$Q = 1700 \frac{Дж}{кг \cdot o С} \cdot 4.65 \text{ кг} \cdot (60 \text{ o С} - 20 \text{ o С})$

$Q = 1700 \cdot 4.65 \cdot 40 \text{ Дж} = 316200 \text{ Дж}$

3. Переведем результат в килоджоули (кДж), зная, что 1 кДж = 1000 Дж:

$Q = \frac{316200}{1000} \text{ кДж} = 316.2 \text{ кДж}$

Ответ: 316.2 кДж.