Номер 22.6, страница 53 - гдз по физике 8 класс рабочая тетрадь Ханнанова

Тепловые явления - номер 22.6, страница 53.

Условие.

Задание 22.6. 1) На рисунке к заданию 22.5 изобразите график, качественно соответствующий процессам:

а) конденсации водяного пара при 100 °С (на графике обозначить участок $\text{KL}$);

б) охлаждению воды от 100 до 0 °С (на графике обозначить участок $\text{LM}$);

в) кристаллизации воды при 0 °С (на графике обозначить участок $\text{MN}$);

г) охлаждению льда от 0 до $-40$ °С (на графике обозначить участок $\text{NP}$).

2) Для каждого участка графика определите, какое количество теплоты выделяется веществом массой 500 г.

KL: _______

LM: _______

MN: _______

NP: _______

Решение.

Дано

Масса вещества, $m = 500$ г
Процесс KL: конденсация водяного пара при $t_1 = 100$ °C
Процесс LM: охлаждение воды от $t_1 = 100$ °C до $t_2 = 0$ °C
Процесс MN: кристаллизация воды при $t_2 = 0$ °C
Процесс NP: охлаждение льда от $t_2 = 0$ °C до $t_3 = -40$ °C
Удельная теплота парообразования воды, $L = 2,3 \cdot 10^6$ Дж/кг
Удельная теплоемкость воды, $c_{воды} = 4200$ Дж/(кг·°C)
Удельная теплота плавления льда, $\lambda = 3,3 \cdot 10^5$ Дж/кг
Удельная теплоемкость льда, $c_{льда} = 2100$ Дж/(кг·°C)

Перевод в СИ:
$m = 500 \text{ г} = 0,5 \text{ кг}$

Найти:

$Q_{KL}$, $Q_{LM}$, $Q_{MN}$, $Q_{NP}$

Решение

Рассчитаем количество теплоты, которое выделяется на каждом из указанных участков процесса.

KL:

На участке KL происходит конденсация водяного пара при постоянной температуре. Количество выделяемой теплоты $Q_{KL}$ рассчитывается по формуле удельной теплоты парообразования:

$Q_{KL} = L \cdot m$

$Q_{KL} = 2,3 \cdot 10^6 \text{ Дж/кг} \cdot 0,5 \text{ кг} = 1,15 \cdot 10^6 \text{ Дж} = 1150 \text{ кДж}$

Ответ: $1150$ кДж.

LM:

На участке LM происходит охлаждение образовавшейся воды от 100 °C до 0 °C. Количество выделяемой теплоты $Q_{LM}$ рассчитывается по формуле удельной теплоемкости:

$Q_{LM} = c_{воды} \cdot m \cdot \Delta t = c_{воды} \cdot m \cdot (t_1 - t_2)$

$Q_{LM} = 4200 \ \mathrm{Дж/(кг\cdot °C)} \cdot 0,5 \text{ кг} \cdot (100 \text{°C} - 0 \text{°C}) = 2100 \cdot 100 \text{ Дж} = 210000 \text{ Дж} = 210 \text{ кДж}$

Ответ: $210$ кДж.

MN:

На участке MN происходит кристаллизация (замерзание) воды при постоянной температуре 0 °C. Количество выделяемой теплоты $Q_{MN}$ рассчитывается по формуле удельной теплоты плавления:

$Q_{MN} = \lambda \cdot m$

$Q_{MN} = 3,3 \cdot 10^5 \text{ Дж/кг} \cdot 0,5 \text{ кг} = 1,65 \cdot 10^5 \text{ Дж} = 165 \text{ кДж}$

Ответ: $165$ кДж.

NP:

На участке NP происходит охлаждение образовавшегося льда от 0 °C до –40 °C. Количество выделяемой теплоты $Q_{NP}$ рассчитывается по формуле удельной теплоемкости:

$Q_{NP} = c_{льда} \cdot m \cdot \Delta t = c_{льда} \cdot m \cdot (t_2 - t_3)$

$Q_{NP} = 2100 \ \mathrm{Дж/(кг\cdot °C)} \cdot 0,5 \text{ кг} \cdot (0 \text{°C} - (-40 \text{°C})) = 1050 \cdot 40 \text{ Дж} = 42000 \text{ Дж} = 42 \text{ кДж}$

Ответ: $42$ кДж.