Параграф 17 ГДЗ Перышкин Иванов 8 класс (2026) (Физика)
|
Не совпадает с вашим учебником? Посмотрите устаревший решебник |
Решение #1
Рассмотрим вариант решения задания из учебника
Перышкин, Иванов 8 класс, Просвещение:
1. На что расходуется энергия топлива при плавлении нагретого до температуры плавления кристаллического тела?
При плавлении нагретого до температуры плавления кристаллического тела энергия сгорающего топлива расходуется на разрушение межмолекулярных связей этого тела;
2. Что показывает удельная теплота плавления?
Удельная теплота плавления вещества показывает какое количество теплоты требуется сообщить 1 кг кристаллического вещества при температуре плавления, чтобы превратить его в жидкость;
3. Какова единица удельной теплоты плавления?
Удельную теплоту плавления обозначают буквой 𝜆 и вычисляют по формуле λ=Q"/" m, единицей теплоты плавления является джоуль на килограмм, то есть Дж / кг;
4. Как рассчитать количество теплоты, необходимое для плавления тела или выделившееся при кристаллизации тела, взятого при температуре плавления?
Зная удельную теплоту плавления, можно подсчитать количество теплоты, необходимое для плавления тела массой m, находящегося при температуре плавления; то же количество теплоты выделяется при плавлении кристаллического вещества:
Q=λm;
1. Чтобы лёд в тёплой комнате быстрее растаял, мальчик укутал его ватой. Правильно ли он поступил?
Плавление льда происходит за счет поглощения им теплоты из окружающей среды; если укутать лед ватой, то теплообмен с окружающей средой замедлится, поэтому лед будет плавиться дольше;
Ответ: нет.
2. Что будет дольше плавиться — лёд или сталь, взятые при температуре плавления, если их массы и количество теплоты, подводимые в единицу времени, одинаковы?
Лед имеет большую удельную теплоту плавления, чем сталь; поэтому, если их массы и количество теплоты, подводимое в единицу времени равны, то дольше будет плавиться лед, так как ему потребуется большее количество теплоты для завершения процесса;
Ответ: лед.
3. Как изменилась бы ситуация с весенними паводками, если бы удельная теплота плавления льда стала бы такой же, как у свинца?
Удельная теплота плавления у свинца на порядок ниже, чем у льда; на плавление льда и снега весной будет требоваться намного меньше энергии и процесс плавления займет меньше времени; скорость прибавления воды значительно превысит скорость впитывания воды почвой, что приведет к катастрофическим и резким паводкам;
1. Лёд внесли с улицы в подвал, температура воздуха в котором 0 °С. Будет ли таять лёд в подвале?
Лед нагреется до температуры 0 °C, затем процесс теплообмена с окружающей средой прекратится, так как установится тепловой баланс, но плавление требует потребление дополнительной энергии;
Ответ: нет.
2. В стакане находятся одинаковые массы воды и льда при температуре 0 °С. Обладает ли лёд внутренней энергией? Одинакова ли внутренняя энергия воды и льда?
Внутренней энергией обладают абсолютно все вещества в мире; при одинаковой температуре кинетическая энергия молекул воды и льда будет одинаковой, однако потенциальная энергия молекул воды будет выше из-за отсутствия кристаллической решетки;
Ответ: да; нет.
3. Замёрзнет ли вся вода массой 100 г, предварительно охлаждённая до температуры 0 °С, если она передаст окружающим телам количество теплоты 35 кДж?
Дано:
m=100 г;
∆U=35 кДж;
λ=3,4∙10^5 Дж/кг;
Найти:
Q≤∆U;
Решение:
1) Преобразуем величины:
∆U=35 кДж=35∙10^3 Дж;
m=100 г=100/1000=0,1 кг;
2) Выделится теплоты:
Q=λ∙m=(3,4∙10^5 )∙0,1;
Q=3,4∙10^4=34∙10^3 Дж;
Ответ: да.
4. Алюминиевая и стальная детали массой 1 кг каждая нагреты до их температур плавления. Для плавления какой детали потребуется больше энергии? Во сколько раз?
Удельная теплота плавления алюминия и стали составляет λ_ал=3,9∙10^5 Дж"/" кг и λ_ст=0,84∙10^5 Дж"/" кг, то есть для плавления алюминиевой детали потребуется больше энергии:
k=λ_ал ∶ λ_ст=3,9∶0,84=390∶84=65∶14≈4,6;
Ответ: для алюминиевой в 4,6 раз больше.
5. На сколько возрастёт внутренняя энергия куска олова массой 200 г, взятого при температуре 232 °С, если его полностью расплавить?
Дано:
m=200 г;
t=232 °C;
λ=0,59∙10^5 Дж/кг;
Найти:
Q - ?;
Решение:
1) Преобразуем величину:
m=200 г=200/1000=0,2 кг;
2) Поглотится теплоты:
Q=λ∙m=(0,59∙10^5 )∙0,2;
Q=59∙2∙100=11 800 Дж;
Q=(11 800)/1000 кДж=11,8 кДж;
Ответ: на 11,8 кДж.
6. При ювелирных работах необходимо плавить серебро. Рассчитайте количество теплоты, которое выделится при охлаждении и кристаллизации предварительно расплавленного серебра, взятого при температуре 1000 °С. Масса серебра 100 г.
Дано:
m=100 г;
t_2=962 °C;
t_1=1000 °C;
c=290 Дж/(кг∙°C);
λ=0,87∙10^5 Дж/кг;
Найти:
∆U - ?;
Решение:
1) При остывании:
∆t=1000-962=38 °C;
m=100 г=100/1000=0,1 кг;
Q=cm∙∆t=290∙0,1∙38;
Q=29∙38=1102 Дж;
2) При кристаллизации:
Q=λ∙m=0,87∙10^5∙0,1;
Q=0,87∙10^4=8700 Дж;
3) Общее количество:
∆U=1102+8700=9802 Дж;
∆U≈9,8∙1000 Дж=9,8 кДж;
Ответ: 9,8 кДж.
7*. Определите количество теплоты, которое потребуется для обращения в воду льда массой 3 кг, взятого при 0 °С. Проведите расчёты для случаев: а) потерями энергии пренебречь; б) потери энергии составляют 20 %. Почему результаты различаются?
Дано:
t=0 °C;
m=3 кг;
∆A=20 %;
λ=3,4∙10^5 Дж/кг;
Найти:
Q - ?;
Решение:
а) Без потерь энергии:
Q=λ∙m=(3,4∙10^5 )∙3 Дж;
Q=34∙3∙10^4=102∙10^4 Дж;
Q=1020∙10^3 Дж=1020 кДж;
б) С потерями энергии:
Q∙(100 %-20 %)=1020 кДж;
Q∙80/100=1020, Q=1275 кДж;
Ответ: а) 1020 кДж; б) 1275 кДж.
8*. Используя графики, приведённые на рисунке 33, определите, у какого вещества удельная теплота плавления больше и во сколько раз.
Предположим, что даны графики зависимости затраченной на плавление теплоты от массы вещества, взятого при температуре плавления; найдем отношение удельной теплоты плавления веществ по значениям поглощенной энергии в точке m=2:
λ_1 ∶ λ_2=Q_1 ∶Q_2=300∶200=3∶2=1,5;
Ответ: у первого в 1,5 раза.
1. Придумайте несколько задач, используя данные таблиц 3 и 4. Обменяйтесь с товарищем условиями задач и решите их.
Составим задачи по данным таблицам:
1) Какое количество теплоты выделится при кристаллизации 200 г расплавленного золота, находящегося при температуре плавления:
Q=λm=0,67∙10^5∙0,2=0,134∙100 000=13 400 Дж=13,4 кДж;
Ответ: 13,4 кДж.
2) Какое количество теплоты потребуется, чтобы расплавить 100 г серебра, температура которого изначальна равна 20 °C:
Q=cm(t_2-t_1 )+λm=250∙0,1∙(962-20)+0,87∙10^5∙0,1;
Q=25∙942+870=23 550+870=24 420 Дж≈24,5 кДж;
Ответ: 24,5 кДж.
2. Возьмите кусочек олова и расплющите его молотком до толщины бумаги. Проткните полученную пластинку спицей и поместите в пламя свечи. Расплавьте пластинку. Опыты проводите в присутствии взрослых. Возможно ли в пламени свечи (температура 600—1300 °С) расплавить свинец; железо?
Олово расплавилось в пламени свечи практически мгновенно, это произошло благодаря тому, что его масса мала и для плавления требуется мало энергии, а площадь поверхности велика и олово поглощает больше теплоты за единицу времени; в пламени свечи получится расплавить только свинец, так как его температура плавления меньше температуры горения свечи, а у железа она больше;
