Номер 6, страница 16 - гдз по физике 8 класс тренажёр Хмельницкая

Проверочная работа № 3. Количество теплоты. Удельная теплоёмкость вещества. Сгорание топлива. Вариант 2 - номер 6, страница 16.

Решение.

6. Термос вместимостью 3 л заполнили кипятком. Через сутки температура воды в нём понизилась до 77 °С. Определите, на сколько изменилась внутренняя энергия воды.

Дано:	Решение:
Найти:		Ответ:

Решение.

Дано:

Объем воды: $V = 3$ л
Начальная температура (кипяток): $t_1 = 100$ °C
Конечная температура: $t_2 = 77$ °C

$V = 3 \text{ л} = 3 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3$

Найти:

Изменение внутренней энергии: $\Delta U$

Решение:

Изменение внутренней энергии воды при ее остывании в термосе происходит за счет теплообмена с окружающей средой. Поскольку объем воды постоянен, работа не совершается. Следовательно, изменение внутренней энергии равно количеству теплоты $\text{Q}$, которое вода отдала.

$\Delta U = Q$

Количество теплоты, отданное при остывании, вычисляется по формуле:

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

Здесь $\text{c}$ — удельная теплоемкость воды, которая является справочной величиной и равна $c = 4200 \frac{Дж}{кг \cdot °C}$. Масса воды $\text{m}$ нам неизвестна, но ее можно найти через объем $\text{V}$ и плотность $\rho$. Плотность воды также является справочной величиной: $\rho = 1000 \frac{кг}{м^3}$.

Найдем массу воды:

$m = \rho \cdot V$

$m = 1000 \frac{кг}{м^3} \cdot 3 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3 = 3$ кг

Теперь, когда все величины известны, можем рассчитать изменение внутренней энергии:

$\Delta U = 4200 \frac{Дж}{кг \cdot °C} \cdot 3 \text{ кг} \cdot (77 \text{ °C} - 100 \text{ °C})$

$\Delta U = 12600 \frac{Дж}{°C} \cdot (-23 \text{ °C})$

$\Delta U = -289800$ Дж

Отрицательное значение показывает, что внутренняя энергия системы уменьшилась. Вопрос "на сколько изменилась" относится к величине этого изменения.

Для удобства можно перевести джоули в килоджоули:

$\Delta U = -289.8$ кДж

Ответ: внутренняя энергия воды уменьшилась на 289800 Дж (или 289,8 кДж).