Номер 1, страница 15 - гдз по физике 8 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 1. Тепловые явления. Самостоятельные работы. СР-12. Расчёт количества теплоты. Уравнение теплового баланса. Вариант 1 - номер 1, страница 15.

Условие.

1. Одинаково нагретые металлические бруски равной массы (рис. 3) внесены в холодное помещение. Какой из них выделит наибольшее количество теплоты? Ответ поясните.

Свинец

Сталь

Алюминий

Рис. 3

Решение.

Количество теплоты $\text{Q}$, которое выделяет тело при остывании, определяется по формуле: $Q = c \cdot m \cdot (t_1 - t_2)$, где $\text{c}$ – удельная теплоемкость вещества, $\text{m}$ – масса тела, а $(t_1 - t_2)$ – разность между начальной и конечной температурами тела.

По условию задачи, все три бруска (свинцовый, стальной и алюминиевый) имеют одинаковую массу $\text{m}$. Их одинаково нагрели, следовательно, их начальная температура $t_1$ одинакова. Бруски внесли в одно и то же холодное помещение, значит, они остынут до одинаковой конечной температуры $t_2$ (температуры помещения). Таким образом, изменение температуры $(t_1 - t_2)$ для всех трех брусков будет одинаковым.

Из формулы следует, что при равных массе и изменении температуры, количество выделенной теплоты $\text{Q}$ прямо пропорционально удельной теплоемкости вещества $\text{c}$. То есть, большее количество теплоты выделит тот брусок, вещество которого имеет наибольшую удельную теплоемкость.

Обратимся к справочным данным для удельных теплоемкостей этих металлов:
- Удельная теплоемкость свинца: $c_{свинца} \approx 130 \frac{Дж}{кг \cdot °С}$
- Удельная теплоемкость стали: $c_{стали} \approx 500 \frac{Дж}{кг \cdot °С}$
- Удельная теплоемкость алюминия: $c_{алюминия} \approx 900 \frac{Дж}{кг \cdot °С}$

Сравнивая эти значения, видим, что удельная теплоемкость алюминия является наибольшей. Следовательно, алюминиевый брусок при остывании выделит наибольшее количество теплоты.

Ответ: Наибольшее количество теплоты выделит алюминиевый брусок, так как при равных массах и одинаковом изменении температуры он обладает наибольшей удельной теплоемкостью по сравнению со сталью и свинцом.