Номер 9, страница 32 - гдз по физике 8 класс учебник Кронгарт, Насохова

*9. На рисунке 7.3 изображен график изменения температуры алюминиевого бруска массой 2 кг. Какой процесс происходит? При этом количество теплоты поглощается или выделяется? Определите это количество теплоты.

(Ответ: выделяется $Q = 2756 \text{ кДж}$)

Рис. 7.3

Из графика видно, что температура алюминиевого бруска со временем уменьшается (с 200 °C до 50 °C). Следовательно, происходит процесс остывания.

Когда тело остывает, оно отдает внутреннюю энергию в окружающую среду в виде теплоты. Таким образом, в данном процессе количество теплоты выделяется.

Для определения количества выделившейся теплоты произведем расчет.

Дано:

Масса бруска, $m = 2$ кг
Материал бруска: алюминий
Начальная температура (из точки А на графике), $t_1 = 200$ °C
Конечная температура (из точки B на графике), $t_2 = 50$ °C
Удельная теплоемкость алюминия (табличное значение), $c = 920 \frac{Дж}{кг \cdot °С}$

Все данные представлены в единицах, подходящих для расчетов, перевод в СИ не требуется, так как изменение температуры в градусах Цельсия равно изменению в Кельвинах.

Найти:

Количество теплоты, $Q$ — ?

Решение:

Количество теплоты, которое выделяется или поглощается телом при изменении его температуры, определяется по формуле:

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

где $c$ — удельная теплоемкость вещества, $m$ — масса тела, $t_1$ — начальная температура, а $t_2$ — конечная температура.

Подставим известные значения в формулу:

$Q = 920 \frac{Дж}{кг \cdot °С} \cdot 2 \text{ кг} \cdot (50 \text{ °С} - 200 \text{ °С})$

$Q = 1840 \frac{Дж}{°С} \cdot (-150 \text{ °С})$

$Q = -276000 \text{ Дж}$

Знак «минус» в результате подтверждает, что теплота выделяется. Величина выделившейся теплоты равна модулю полученного значения.

Для удобства переведем результат в килоджоули (кДж), учитывая, что $1 \text{ кДж} = 1000 \text{ Дж}$:

$Q_{выд} = 276000 \text{ Дж} = 276 \text{ кДж}$

Ответ: Происходит процесс остывания, при котором выделяется количество теплоты, равное 276 кДж.