Номер 6, страница 24 - гдз по физике 8 класс тренажёр Хмельницкая

Проверочная работа № 4. Температура плавления и кристаллизации. Удельная теплота плавления. Вариант 2 - номер 6, страница 24.

Решение.

6*. Какое количество теплоты выделится при отвердевании воды массой 3 кг, взятой при температуре $20 \text{ °C}$? Изобразите этот процесс графически (см. табличные значения).

Дано:	Решение:
Найти:	Ответ:

Решение.

Дано:

Масса воды, $m = 3 \, \text{кг}$
Начальная температура воды, $t_1 = 20 \, \text{°C}$
Температура кристаллизации воды, $t_2 = 0 \, \text{°C}$
Удельная теплоемкость воды, $c = 4200 \, \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}}$ (табличное значение)
Удельная теплота кристаллизации воды, $\lambda = 3.3 \cdot 10^5 \, \frac{\text{Дж}}{\text{кг}}$ (табличное значение)

Найти:

Общее количество теплоты, $\text{Q}$ - ?

Решение:

Процесс выделения теплоты при отвердевании воды, взятой при температуре 20 °C, состоит из двух последовательных этапов:

1. Охлаждение воды от начальной температуры $t_1 = 20 \, \text{°C}$ до температуры кристаллизации $t_2 = 0 \, \text{°C}$. Количество теплоты $Q_1$, выделяющееся на этом этапе, рассчитывается по формуле:

$Q_1 = c \cdot m \cdot (t_1 - t_2)$

Подставим в формулу известные значения:

$Q_1 = 4200 \, \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}} \cdot 3 \, \text{кг} \cdot (20 \, \text{°C} - 0 \, \text{°C}) = 252000 \, \text{Дж}$

2. Кристаллизация (замерзание) воды при постоянной температуре $t_2 = 0 \, \text{°C}$. Количество теплоты $Q_2$, выделяющееся при этом фазовом переходе, рассчитывается по формуле:

$Q_2 = \lambda \cdot m$

Подставим в формулу известные значения:

$Q_2 = 3.3 \cdot 10^5 \, \frac{\text{Дж}}{\text{кг}} \cdot 3 \, \text{кг} = 990000 \, \text{Дж}$

Общее количество теплоты $\text{Q}$, выделившееся в ходе всего процесса, равно сумме количеств теплоты, выделившихся на каждом из этапов:

$Q = Q_1 + Q_2$

$Q = 252000 \, \text{Дж} + 990000 \, \text{Дж} = 1242000 \, \text{Дж}$

Для удобства можно выразить это значение в мегаджоулях (МДж):

$Q = 1.242 \, \text{МДж}$

Графически этот процесс изображается в координатах "температура-время". График состоит из двух участков: наклонного отрезка, соответствующего охлаждению воды от 20 °C до 0 °C, и горизонтального отрезка, соответствующего процессу кристаллизации при постоянной температуре 0 °C.

Ответ:

При отвердевании воды выделится 1242000 Дж (или 1,242 МДж) теплоты.