Номер 4, страница 78, часть 1 - гдз по физике 8 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 1. Глава 5. Тепловые машины. Параграф 30. Холодильные машины - номер 4, страница 78.

Условие.

4*. В холодильнике охлаждается 1 кг воды от 25 до 0 °С с последующим образованием льда массой 300 г. Какое количество теплоты должен отвести от воды холодильник?

Ответ: ________.

Решение.

Дано:

Масса воды, $m_{в} = 1$ кг
Начальная температура воды, $t_{1} = 25$ °C
Конечная температура воды, $t_{2} = 0$ °C
Масса образовавшегося льда, $m_{л} = 300$ г
Удельная теплоемкость воды (справочное значение), $c = 4200 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}}$
Удельная теплота плавления льда (справочное значение), $\lambda = 3,3 \cdot 10^5 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}}$

$m_{л} = 300 \text{ г} = 0,3 \text{ кг}$

Найти:

Общее количество теплоты, $Q_{общ}$

Решение:

Количество теплоты, которое должен отвести холодильник, состоит из двух частей. Первая часть ($Q_1$) – это теплота, выделяемая при охлаждении всей массы воды от 25 °C до 0 °C. Вторая часть ($Q_2$) – это теплота, выделяемая при кристаллизации (замерзании) части воды.

Общее количество теплоты будет равно сумме:

$Q_{общ} = Q_1 + Q_2$

1. Рассчитаем количество теплоты, выделившееся при охлаждении 1 кг воды. Используем формулу количества теплоты при изменении температуры:

$Q_1 = c \cdot m_{в} \cdot (t_1 - t_2)$

Подставим значения:

$Q_1 = 4200 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}} \cdot 1 \text{ кг} \cdot (25 \text{ °C} - 0 \text{ °C}) = 105000 \text{ Дж}$

2. Рассчитаем количество теплоты, выделившееся при замерзании 300 г (0,3 кг) воды. Используем формулу количества теплоты при кристаллизации:

$Q_2 = \lambda \cdot m_{л}$

Подставим значения:

$Q_2 = 3,3 \cdot 10^5 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}} \cdot 0,3 \text{ кг} = 99000 \text{ Дж}$

3. Найдем общее количество теплоты, сложив полученные значения:

$Q_{общ} = Q_1 + Q_2 = 105000 \text{ Дж} + 99000 \text{ Дж} = 204000 \text{ Дж}$

Результат можно также выразить в килоджоулях (кДж): $204000 \text{ Дж} = 204 \text{ кДж}$.

Ответ: 204000 Дж.