Номер 95, страница 17 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Тепловые явления. Количество теплоты. Удельная теплоёмкость - номер 95, страница 17.

Условие.

95. На рисунке 17 представлен график зависимости температуры от времени нагревания свинцового бруска массой 4 кг. Какое количество теплоты получил свинец за 15 мин нагревания?

Рис. 17

Решение.

Дано:

Масса свинцового бруска, $m = 4$ кг
Время нагревания (из условия), $τ = 15$ мин
Начальная температура (из графика при $τ = 0$ мин), $t_1 = 27$ °C
Конечная температура (из графика при $τ = 15$ мин), $t_2 = 327$ °C
Удельная теплоемкость свинца (табличное значение), $c = 130 \frac{Дж}{кг \cdot °C}$

Найти:

Количество теплоты, $\text{Q}$ — ?

Решение:

На графике показан процесс нагревания свинцового бруска. В течение 15 минут он нагревается от начальной температуры $t_1$ до конечной температуры $t_2$, после чего достигает температуры плавления и начинается процесс плавления (горизонтальный участок графика).
Количество теплоты, которое необходимо для нагревания тела (без изменения его агрегатного состояния), рассчитывается по формуле:
$Q = c \cdot m \cdot (t_2 - t_1)$
где $\text{c}$ — удельная теплоемкость вещества, $\text{m}$ — масса тела, а $(t_2 - t_1)$ — изменение его температуры.
Найдем изменение температуры свинца за 15 минут:
$\Delta t = t_2 - t_1 = 327 \, °C - 27 \, °C = 300 \, °C$
Теперь подставим все известные значения в формулу и вычислим количество теплоты:
$Q = 130 \frac{Дж}{кг \cdot °C} \cdot 4 \, кг \cdot 300 \, °C$
$Q = 520 \cdot 300 \, Дж = 156000 \, Дж$
Для удобства представим ответ в килоджоулях (кДж), учитывая, что $1 \, кДж = 1000 \, Дж$:
$Q = \frac{156000}{1000} \, кДж = 156 \, кДж$

Ответ: за 15 мин нагревания свинец получил 156 кДж теплоты.