Номер 2, страница 13 - гдз по физике 8 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 1. Тепловые явления. Самостоятельные работы. СР-10. Количество теплоты. Единицы количества теплоты. Вариант 2 - номер 2, страница 13.

Условие.

2. При нагревании $1 \text{ л}$ воды от $10 ^{\circ}\mathrm{C}$ до $20 ^{\circ}\mathrm{C}$ ей передано $42 \text{ кДж}$ энергии. Какое количество теплоты выделится при её охлаждении до первоначальной температуры?

Решение.

Дано:

$V = 1 \text{ л} = 1 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3$

$t_1 = 10 \text{ } ^\circ\text{C}$

$t_2 = 20 \text{ } ^\circ\text{C}$

$Q_{нагр} = 42 \text{ кДж} = 42000 \text{ Дж}$

Найти:

$Q_{охл}$ — ?

Решение:

Процесс передачи тепла телу при нагревании и отвода тепла от тела при охлаждении описывается законом сохранения энергии. Количество теплоты, которое тело поглощает при нагревании на определенное число градусов, равно количеству теплоты, которое оно выделяет при охлаждении на то же самое число градусов (при отсутствии потерь энергии в окружающую среду).

В данном случае вода нагревается от 10 °С до 20 °С, то есть на $20 - 10 = 10 \text{ } ^\circ\text{C}$. На это затрачивается $Q_{нагр} = 42$ кДж энергии.

Затем вода охлаждается до первоначальной температуры, то есть от 20 °С до 10 °С. Изменение температуры по модулю такое же: $|10 - 20| = 10 \text{ } ^\circ\text{C}$.

Следовательно, количество теплоты, которое выделится при охлаждении, будет равно количеству теплоты, которое было передано воде при нагревании.

$Q_{охл} = Q_{нагр}$

$Q_{охл} = 42 \text{ кДж}$

Формально, количество теплоты $\text{Q}$, полученное или отданное телом, можно рассчитать по формуле:

$Q = c \cdot m \cdot (t_{конечная} - t_{начальная})$

При нагревании: $Q_{нагр} = c \cdot m \cdot (t_2 - t_1) = 42$ кДж.

При охлаждении: $Q = c \cdot m \cdot (t_1 - t_2) = c \cdot m \cdot (-(t_2 - t_1)) = - (c \cdot m \cdot (t_2 - t_1)) = -Q_{нагр} = -42$ кДж.

Знак "минус" означает, что теплота выделяется, а не поглощается. Вопрос задачи "Какое количество теплоты выделится" подразумевает нахождение абсолютной величины этой энергии.

$Q_{охл} = |Q| = |-42 \text{ кДж}| = 42 \text{ кДж}$.

Ответ: при охлаждении воды до первоначальной температуры выделится 42 кДж теплоты.