Номер 4, страница 16 - гдз по физике 8 класс тренажёр Хмельницкая

Проверочная работа № 3. Количество теплоты. Удельная теплоёмкость вещества. Сгорание топлива. Вариант 2 - номер 4, страница 16.

Решение.

4. На что больше расходуется энергии: на нагревание чугунного горшка или воды, налитой в него, если их массы одинаковы (воспользуйтесь табличными данными)?

Решение.

Дано:

$m_{в}$ - масса воды

$m_{ч}$ - масса чугунного горшка

$m_{в} = m_{ч} = m$

$\Delta t_{в} = \Delta t_{ч} = \Delta t$ (так как вода и горшок нагреваются вместе)

Из табличных данных:

$c_{в} = 4200 \frac{Дж}{кг \cdot °C}$ (удельная теплоемкость воды)

$c_{ч} = 540 \frac{Дж}{кг \cdot °C}$ (удельная теплоемкость чугуна)

Найти:

Сравнить количество теплоты, необходимое для нагревания воды ($Q_{в}$), и количество теплоты, необходимое для нагревания горшка ($Q_{ч}$).

Решение:

Количество теплоты (энергии), необходимое для нагревания тела, рассчитывается по формуле:

$Q = c \cdot m \cdot \Delta t$

где $\text{c}$ — удельная теплоемкость вещества, $\text{m}$ — масса тела, $\Delta t$ — изменение температуры.

Для воды количество теплоты равно:

$Q_{в} = c_{в} \cdot m \cdot \Delta t$

Для чугунного горшка количество теплоты равно:

$Q_{ч} = c_{ч} \cdot m \cdot \Delta t$

Поскольку по условию задачи массы воды и горшка одинаковы ($m_{в} = m_{ч} = m$), и они нагреваются вместе, то и изменение их температуры также одинаково ($\Delta t_{в} = \Delta t_{ч} = \Delta t$).

Следовательно, для сравнения необходимого количества энергии ($\text{Q}$) достаточно сравнить удельные теплоемкости ($\text{c}$) воды и чугуна.

Сравним табличные значения удельной теплоемкости:

$c_{в} = 4200 \frac{Дж}{кг \cdot °C}$

$c_{ч} = 540 \frac{Дж}{кг \cdot °C}$

Так как $4200 > 540$, то $c_{в} > c_{ч}$.

Это означает, что для нагревания 1 кг воды на 1 °C требуется больше энергии, чем для нагревания 1 кг чугуна на 1 °C.

Поскольку массы и изменения температур равны, то и общее количество энергии, затраченное на нагревание воды, будет больше, чем на нагревание горшка.

$Q_{в} > Q_{ч}$

Ответ: Больше энергии расходуется на нагревание воды, так как удельная теплоемкость воды значительно больше удельной теплоемкости чугуна.