Номер 1, страница 55 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин, Иванов

1. Придумайте несколько задач, используя данные таблиц 3 и 4. Обменяйтесь с товарищем условиями задач и решите их.

Поскольку в задании не предоставлены таблицы 3 и 4, для выполнения упражнения были созданы гипотетические таблицы с физическими свойствами веществ. На их основе составлены и решены две задачи.

Гипотетическая Таблица 3: Плотность некоторых веществ

• Вода: $ \rho_{воды} = 1000 $ кг/м³
• Алюминий: $ \rho_{ал} = 2700 $ кг/м³
• Сталь: $ \rho_{ст} = 7800 $ кг/м³
• Золото: $ \rho_{зол} = 19300 $ кг/м³

Гипотетическая Таблица 4: Удельная теплоемкость некоторых веществ

• Вода: $ c_{воды} = 4200 $ Дж/(кг·°C)
• Алюминий: $ c_{ал} = 920 $ Дж/(кг·°C)
• Сталь: $ c_{ст} = 500 $ Дж/(кг·°C)
• Лед: $ c_{льда} = 2100 $ Дж/(кг·°C)

Задача 1

Условие: Алюминиевый куб имеет ребро длиной 10 см. Какова его масса? (Используйте данные из таблицы 3).

Дано:

Вещество: алюминий

Длина ребра куба: $a = 10$ см

Плотность алюминия (из табл. 3): $ \rho = 2700 \frac{\text{кг}}{\text{м}^3} $

Перевод в СИ:

$ a = 10 \text{ см} = 0.1 \text{ м} $

Найти:

Массу куба $m$

Масса тела определяется по формуле $ m = \rho \cdot V $, где $ \rho $ - плотность вещества, а $ V $ - его объем.

Объем куба вычисляется по формуле $ V = a^3 $, где $ a $ - длина ребра.

Сначала найдем объем куба в системе СИ:

$ V = (0.1 \text{ м})^3 = 0.001 \text{ м}^3 $

Теперь, зная объем и плотность, можем рассчитать массу:

$ m = 2700 \frac{\text{кг}}{\text{м}^3} \cdot 0.001 \text{ м}^3 = 2.7 \text{ кг} $

Условие: Какое количество теплоты необходимо, чтобы нагреть стальной шарик массой 200 г от 20 °C до 120 °C? (Используйте данные из таблицы 4).

Дано:

Вещество: сталь

Масса шарика: $m = 200$ г

Начальная температура: $t_1 = 20$ °C

Конечная температура: $t_2 = 120$ °C

Удельная теплоемкость стали (из табл. 4): $ c = 500 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}} $

Перевод в СИ:

$ m = 200 \text{ г} = 0.2 \text{ кг} $

Найти:

Количество теплоты $Q$

Количество теплоты, необходимое для нагревания тела без изменения его агрегатного состояния, вычисляется по формуле: $ Q = c \cdot m \cdot \Delta t $.

Здесь $ c $ - удельная теплоемкость, $ m $ - масса, $ \Delta t $ - изменение температуры ($ \Delta t = t_2 - t_1 $).

Рассчитаем изменение температуры:

$ \Delta t = 120 \text{ °C} - 20 \text{ °C} = 100 \text{ °C} $

Теперь подставим все значения в формулу для количества теплоты:

$ Q = 500 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}} \cdot 0.2 \text{ кг} \cdot 100 \text{ °C} = 10000 \text{ Дж} $

Результат можно также выразить в килоджоулях:

$ 10000 \text{ Дж} = 10 \text{ кДж} $