задачи для 10 класса кто решит до начала урока 3 задачи тому 2 пятерки
ДИНАМИКА
1(РГУНГ 2002). Тело поднимают вверх вдоль наклонной плоскости, прикладывая к нему горизонтальную силу, величина которой вдвое больше действующей на тело силы тяжести. Высота наклонной плоскости 3 м, ее длина 5 м. Найдите ускорение тела, если коэффициент трения равен 0,2.   
2(РГУНГ 2005). В лифте, поднимающемся с ускорением 1,4 м/с2, на пружине жесткостью 700 Н/м висит груз массой 0,5 кг. Чему равно (в мм) удлинение пружины? Ускорение свободного падения 9,8 м/с2.                                                                                                                                                                         
3(РГУНГ 2004). Невесомый стержень вращается в горизонтальной плоскости с угловой скоростью 30 c−1. На расстояниях 0,4 м и 0,3 м от оси вращения закреплены грузы, имеющие массы 0,2 кг и 0,1 кг соответственно. Какая горизонтальная сила действует на ось вращения, если ось находится между грузами?                                                                                                                                                             
4(РГУНГ 2003). Замкнутая цепочка массой 157 г надета «с натягом» на жесткий вертикальный цилиндр радиусом 5 см. Когда цилиндр раскрутили до угловой скорости 20 с−1, цепочка с него соскользнула вниз. Чему равно натяжение цепочки? Коэффициент трения цепочки о цилиндр 0,1. Принять π = 3,14.
   5(РГУНГ 2006). Груз массой 3 кг подвешен к потолку лифта с помощью двух нитей, каждая из которых образует с вертикалью угол 60°. Каким будет натяжение каждой нити, если лифт будет опускаться с ускорением, направленным вниз и равным 2 м/с2?
   6(РГУНГ 2006). К невесомой нити длиной 1 м прикреплен шарик массой 200 г, который равномерно вращается в вертикальной плоскости. При какой минимальной угловой скорости вращения произойдет обрыв нити, если она выдерживает максимальную нагрузку 3,8 Н?
   7(РГУНГ 2007). Шарик, подвешенный на легкой нити к потолку, вращается по окружности, лежащей в горизонтальной плоскости, с угловой скоростью 5 рад/с. Найдите расстояние (в см) между точкой подвеса и центром окружности.
   8(РГУНГ 2007). Вверх по наклонной плоскости высотой 9 м и длиной 15 м пущена шайба. Коэффициент трения равен 0,5. Найдите ускорение шайбы. В ответе укажите абсолютную величину ускорения.
   9(РГУНГ 2006). Радиус некоторой планеты в √3 раза меньше радиуса Земли, а ускорение силы тяжести на поверхности планеты в 3 раза меньше, чем на поверхности Земли. Во сколько раз масса планеты меньше массы Земли?
   10(МГИЭТ 2002). По наклонной плоскости скользит с ускорением a = 1 м/с2 брусок массой m = 200 г. С какой силой F нужно прижимать брусок перпендикулярно наклонной плоскости, чтобы он начал двигаться равномерно? Коэффициент трения бруска о наклонную плоскость μ = 0,1.
   11(РГУНГ 2002). Невесомый стержень может свободно вращаться вокруг горизонтальной оси, проходящей через точку, которая делит стержень в отношении 1:2. На концах стержня закреплены одинаковые грузы массой 0,5 кг каждый. Стержень приводят в горизонтальное положение. С какой силой действует он на ось сразу после этого. Ускорение свободного падения принять равным 10 м/с2.
   12(МГИЭТ 2003). К вертикальной железной стене «прилипла» намагниченная шайба. К шайбе привязали легкую нить и тянут за нее так, что нить все время остается параллельной стене. Когда нить тянут вертикально вверх, шайба начинает двигаться при минимальной силе F1 = 1,6 Н; когда нить тянут вертикально вниз, шайба приходит в движение при F2 = 0,6 Н. Найдите массу m шайбы.
   13(НГУ). На конце линейки длины L, лежащей на горизонтальной плоскости, находится маленький грузик. Линейку начинают поднимать за тот же конец с постоянной скоростью u, направленной вверх. Через какое время t грузик начнет соскальзывать? Коэффициент трения между грузиком и линейкой μ.
   14(МГУ). Начальный участок трассы скоростного спуска, расположенный вниз по склону горы с углом наклона α = 45° к горизонту, горнолыжник прошел, не отталкиваясь палками. Какую максимальную скорость мог развить спортсмен на этом участке, если его масса m = 70 кг? Коэффициент трения лыж о снег μ = 0,1, сила сопротивления воздуха пропорциональна квадрату скорости: F = kv2, где постоянный коэффициент k = 0,9 кг/м. Ускорение свободного падения принять g = 10 м/с2.                                                                                                                                               
15(МФТИ). Космонавты, высадившиеся на поверхность Марса, измерили период вращения конического маятника (небольшое тело, прикрепленное к нити и движущееся по окружности в горизонтальной плоскости с постоянной скоростью), и он оказался равным T = 3 c. Длина нити l = 1 м. Угол, составляемый нитью с вертикалью, α = 30°. Найдите по эти данным ускорение свободного падения на Марсе.                                                                                                                                          16(РГУНГ 2002). Тело массой 1 кг вращается в вертикальной плоскости на нити длиной 2 м. Когда тело при подъеме проходит точку, расположенную на 1 м выше точки подвеса нити, она обрывается. На сколько выше точки подвеса поднимется тело, если натяжение нити перед обрывом было равно 35 Н?
17(Ш). Вообразим, что строительная техника позволяет возводить сколь угодно высокие сооружения. Какую высоту должна иметь башня, расположенная на экваторе Земли, чтобы тело, находящееся на ее вершине, было невесомым?                                                                                                                                   
18(Ш). Шайба, скользившая по льду, остановилась через время t = 5 c после удара о клюшку на расстоянии l = 20 м от места удара. Масса шайбы m = 100 г. Определите действовавшую на шайбу силу трения.                                                                                                                                                               
19(Ш). В электронно-лучевой трубке электроны с начальной горизонтальной скоростью v влетают в область электрического поля напряженности E, где на них действует вертикальная сила со стороны заряженных отклоняющих пластин. Чему равна эта сила, если электроны, попадая на экран, смещаются на расстояние Y по сравнению со случаем незаряженных пластин? Экран находится на расстоянии L, от центра области действия электрической силы. Масса электрона m.                                                                       
20(Ш). Четырьмя натянутыми нитями груз закреплен на тележке. Силы натяжения горизонтальных нитей соответственно T1 и T2, а вертикальных T3, T4. С каким ускорением тележка движется по горизонтальной плоскости?                                                                                                                                   
21(П). Кабина лифта массой m = 1000 кг равномерно опускается со скоростью vo = 1,0 м/с с помощью троса, перекинутого через барабан. Когда кабина опустилась на l = 10 м, барабан заклинило. Найдите максимальную силу упругости Tmax, действующую на трос вследствие внезапной остановки лифта. Длина троса в момент остановки равна l = 10 м, площадь поперечного сечения троса S = 20 см2, модуль Юнга материала троса E = 2,0 × 1011 Па. Ускорение свободного падения g = 10 м/с2.
   22. Какой должна быть скорость мотоциклиста (в метрах в секунду), чтобы он мог ездить внутри поверхности вертикального цилиндра по горизонтальному кругу, если при движении по горизонтальной поверхности при том же коэффициенте трения и скорости 18 км/ч минимальный радиус поворота составляет 4,5 м? Радиус вертикального цилиндра 8 м.
   23(T). Если допустить, что Земля движется вокруг Солнца по окружности радиуса 1,5 × 108 км с периодом обращения один год, а радиус Солнца 7 × 105 км, то ускорение свободного падения на поверхности Солнца равно … м/с2.
   24. Кольцо, изготовленное из однородного резинового жгута длиной l, массой m и жесткостью k, вращается в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси, проходящей через центр кольца, с угловой скоростью ω. Найдите радиус R вращающегося кольца.
 25(МГУ). Одина раз камень бросают со скоростью v1 по горизонтальной поверхности льда, а второй раз − со скоростью v2 под углом α = 45° к горизонту. В каком случае камню была сообщена большая скорость и во сколько раз, если в обоих случаях перемещение камней оказались равными? Коэффициент трения камня о лед равен μ = 0,02. Сопротивлением воздуха пренебречь и считать, что во втором случае после падения камень не перемещался.
 26(МГУ). Вверх по наклонной плоскости в направлении ее наиболее крутого подъема пущена шайба. Через некоторое время она остановилась и соскальзывает вниз. Каково отношение времени спуска шайбы t2 ко времени ее подъема t1, если коэффициент трения шайбы о плоскость μ = 0,07, а наклон самой плоскости к горизонту α = 60°?

на жуке

Да

Тема 5. Внутренняя энергия и количество теплоты.                                                                                  Уравнение теплового баланса.

5.1. Краткая теория. Методические указания
к решению задач.

В процессе теплообмена одни тела отдают, а другие получают некоторое количество теплоты Q. Определение количества теплоты: количество теплоты – эта мера изменения внутренней энергии тела, не связанная с совершением работы и переносом вещества. Количество теплоты – скалярная величина. В СИ количество теплоты измеряется в джоулях. Если до передачи теплоты внутренняя энергия тела была U1, а после передачи оно стало U2, то переданное этому телу количество теплоты     
Удельная теплоемкость вещества равна отношению количества теплоты Q, полученной им при нагревании, к массе вещества m и изменению его температуры     или   Так как изменение температуры по шкале Кельвина равно изменению температуры по шкале Цельсии, то есть   то формулу удельной теплоемкости можно записать и так:   или   Откуда получаем формулу для нахождения количества теплоты:   а также
.
Иногда в условии задачи речь идет не об удельной теплоемкости вещества, а о теплоемкости тела Ст. Это совсем другая величина.
Определение теплоемкости тела Ст: теплоемкость тела – это величина, равная отношению количества теплоты Q, поглощенной телом при нагревании, к изменению его температуры  :  ,    или  ,   .
Теплоемкость тела равна произведению удельной теплоемкости вещества, из которого оно изготовлено, и массы этого тела:  .
Определение молярной теплоемкости С: молярная теплоемкость это физическая величина, равная отношению количества теплоты Q, поглощенного веществом при нагревании или выделенного при охлаждении, к количеству молей  ν в нем и изменению температуры  :   
Связь молярной и удельной теплоемкостей: молярная теплоемкость вещества равна произведению его удельной теплоемкости и молярной массы этого вещества: С = Мс.
Удельная теплота плавления – это физическая величина, равная отношению количества теплоты Q, поглощенного кристаллическим телом в процессе плавления к массе этого тела:  .
Удельная теплота парообразования – это физическая величина, равная отношению количества теплоты, необходимого для превращения  жидкости в пар при температуре кипения, к массе этой жидкости:    откуда   .
Удельная теплота сгорания топлива – это физическая величина, равная отношению количества теплоты Q, выделенного при полном сгорании  топлива, к массе этого топлива:   откуда  .
Напомним, что:
a) Тепло поглощается в процессах нагревания, плавления и парообразования;
b) Тепло выделяется в процессах охлаждения, кристаллизации, конденсации и сгорания.
Если нет потерь тепловой энергии при передаче тепла от од¬них тел другим, то по закону сохранения энергии количество теплоты, поглощенное одними телами в процессах нагревания, или плавления, или парообразования (испарения или кипения), равно количеству теплоты, выделенному другими телами в процессах охлаждения, или кристаллизации (отвердевания), или конденса¬ции, или сгорания. При решении подобных задач нужно сумму количеств теплоты, поглощенной каждым телом термодинамичес¬кой системы в каждом из процессов нагревания, плавления или парообразования, приравнять сумме количеств теплоты, выделен¬ной другими телами этой же системы при их охлаждении, крис¬таллизации, конденсации или сгорании, или алгебраическую сум¬му этих количеств теплоты приравнять нулю. При этом можно поглощенное количество теплоты считать положительной величи¬ной, а выделенное - отрицательной, или наоборот.
Уравнение, в котором сумма количеств теплоты, полученных одними телами термодинамической системы, равно сумме коли¬честв теплоты, отданных другими телами этой системы, называ¬ют уравнением теплового баланса. Оно, в сущности, представляет собой закон сохранения тепловой энергии термодинамической си¬стемы тел.
Если же все тепло, отданное одними телами термодинамической системы, не полностью получено другими телами этой системы, зна¬чит, процессы идут с потерей тепла телами, поглощающими его. Оно, конечно, не исчезает совсем, а поглощается какими-либо иными те¬лами или окружающей средой, о которых речь не идет, но они всегда есть. В таких задачах обычно что-нибудь сказано о коэф¬фициенте полезного действия (КПД) процесса или о тепловых по¬терях.
Коэффициентом полезного действия η (КПД) теплового процесса называют отношение полезно использованного количества тепло¬ты Qпол, поглощаемого одними телами термодинамической систе¬мы, к затраченному количеству теплоты Qзатр, выделенному дру-гими телами этой системы: 
При этом следует учитывать, что все поглощенное (получен¬ное) телами, о которых идет речь, тепло, как правило, относится к полезному количеству теплоты, а все выделенное (отданное) - к затраченному.
КПД процессов обычно измеряют в процентах или в частях. Если в предыдущей формуле отношение количеств теплоты умно¬жается на 100%, то и КПД будет выражен в процентах, а если там нет 100%, то КПД будет в частях. Если у вас КПД получился больше 100%, чего быть, конечно, не может, потому что нельзя поглотить больше тепла, чем было выделено, значит, вы, вероят¬но, перепутали полезное тепло с затраченным, т. е. числитель этой дроби с ее знаменателем. Проанализируйте задачу еще раз и по¬думайте, где ошибка.
Иногда в условии задачи вместо КПД процесса говорится о тепловых потерях в нем. Например, сказано, что тепловые поте¬ри составили 60%. Это значит, что КПД процесса равен 100% - 60% = 40%. Будьте внимательны и не перепутайте КПД про¬цесса с тепловыми потерями, иначе в вашем решении появится ошибка.
В процессах теплообмена всегда участвует несколько тел. При этом важно определить, какие тела поглощают, а какие выделяют теплоту. Определив это, «присвойте» каждому получающему телу свое количество теплоты Q с соответствующим индексом. При этом одно и то же тело может участвовать в разных процессах поглощения, например, сначала нагреваться, потом плавиться, потом снова нагреваться, потом превращаться в пар. Каждому такому процессу, определяемому разными формулами с разными величинами, входящими в них, надо тоже «присвоить» свое ко¬личество теплоты соответствующим индексом. Затем надо опреде¬лить, какие процессы выделения теплоты имеют здесь место и ка¬кие тела в них участвуют. При этом тела тоже могут участвовать в разных процессах выделения теплоты. Например, тело может сна¬чала, будучи паром, конденсироваться, затем охлаждаться, затем кристаллизоваться и т. д. И каждому такому процессу, происхо¬дящему с каждым телом системы, нужно «присвоить» свое коли¬чество теплоты Q каждый раз с новым индексом и постараться их не перепутать. После этого сложите все «поглощенные» количе¬ства теплоты и приравняйте их сумму сумме всех «выделенных» количеств теплоты (или сложите все количества теплоты с учетом «плюсов» и «минусов» перед ними, как это советуют делать в не¬которых учебниках, и приравняйте эту алгебраическую сумму нулю). Так вы получите уравнение теплового баланса. Затем каж¬дое количество теплоты выразите с помощью соответствующей формулы через величины, которые даны в условии задачи или отыскиваются, и подставьте правые части этих формул в уравне¬ние теплового баланса, после чего решайте получившееся уравне¬ние относительно искомой величины.
Следует знать, что удельная теплоемкость одного и того же вещества в разных агрегатных состояниях различна.
Отметим еще одну особенность решения задач на составление уравнения теплового баланса. Для этого обратимся к формуле для вычисления количества теплоты в процессах нагревания и охлаждения:   
Здесь Q – полученное или отданное количество теплоты, m – масса тела, с – удельная теплоемкость вещества,   - высшая температура, которую имело данное тело в процессе нагревания или охлаждения, а   - его низшая температура в этих процессах. Отметим, что   можно обозначить конечную температуру тела, а буквой   - его начальную температуру. Но при этом следует учитывать, что когда речь идет об охлаждении тела, перед соответствующим количеством теплоты следует ставить знак «минус». Например, если тело массой m  охладилось от температуры   до температуры  . То отданное им количество теплоты   или 
Если же мы сразу обозначим высшую температуру этого тела  , а его низшую температуру  , то мы сразу можем записать   и при этом отпадает необходимость ставить перед количеством теплоты знак «минус».
Если вы предпочитаете считать температуру  всегда конечной, а  - всегда начальной, то вам надо все количество теплоты, полученные или отданные при теплообмене, сложить с учетом их плюсов и минусов  и полученную алгебраическую сумму приравнять нулю.
Можно складывать только арифметически (то есть без минусов) все полученные (поглощенные) количества теплоты и приравнивать их тоже арифметической сумме всех отданных (выделенных) количеств теплоты.
Можно решать и так и эдак, результат будет одинаков.

ПРОЦЕССЫ ВЗАИМНОГО ПЕРЕХОДА МЕХАНИЧЕСКОЙ
И ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИЙ
В условиях задач этой группы идет речь о процессах пере¬хода механической энергии (потенциальной или кинетической) в тепловую или, наоборот, тепловой в механическую. В послед¬нем случае за счет полученной тепловой энергии может быть совершена механическая работа или за счет совершения меха¬нической работы тела могут получать теплоту. Какая энергия переходит в какую, зависит от условия задачи.
Если над системой механическая работа не совершается, то при теплообмене, когда системе передают извне теплоту или, наоборот, когда система отдает теплоту, ее внутренняя энергия изменяется. В первом случае она увеличивается, а во втором уменьшается. При этом изменение внутренней энергии   равно количеству теплоты, полученному или отданному при теплообмене: 
Следует помнить, что изменение внутренней энергии идеаль¬ного газа происходит только тогда, когда изменяется его тем¬пература, т. е. когда он нагревается или охлаждается, тогда как изменение внутренней энергии твердых или жидких тел проис¬ходит и при плавлении или кристаллизации, парообразовании или конденсации.
Тело может получать или отдавать теплоту вследствие час¬тичного или полного превращения механической энергии во внутреннюю. Рассмотрим несколько примеров.
Тело падает с некоторой высоты без начальной скорости в вязкой среде и у поверхности земли приобретает некоторую ско¬рость. В процессе падения из-за сопротивления среды оно на¬гревается. При этом количество теплоты, полученное телом и средой, равно убыли его механической энергии, т. е. оно равно разности между потенциальной энергией  , которую тело имело на высоте, и его кинетической энергией   у поверхности земли: 
Тело свободно падает с некоторой высоты с начальной ско¬ростью. При ударе о какой-либо предмет на земле оно нагрева¬ется и плавится. Здесь опять его механическая энергия, кото¬рой тело обладало на высоте, переходит в тепловую энергию, но теперь среда не оказывает сопротивления, поэтому вся механи¬ческая энергия тела на высоте, равная его потенциальной энер¬гии   и кинетической   полностью превращается в теплоту, которая идет на нагревание тела и его плавление:   .
Рассмотрим пример на превращение тепловой энергии в меха¬ническую. За счет выделенной при сгорании топлива тепловой энер¬гии ракета взлетает на некоторую высоту. Здесь тепловая энергия, если отсутствует сопротивление среды или им можно пренебречь, превращается в потенциальную  энергию ракеты  на высоте Н:  где   и 
Здесь   - масса топлива, q - его удельная теплота сгора¬ния, тр - масса ракеты, g - ускорение свободного падения, Н -высота подъема ракеты.
Если же сопротивление среды надо учитывать, то часть теп¬ловой энергии, выделенной сгоревшим топливом, превратится во внутреннюю энергию среды и ракеты, т. е. пойдет на их на¬гревание, а часть - в потенциальную энергию ракеты на высо¬те Н. В этом случае тепло, пошедшее на нагревание, равно раз¬ности между количеством теплоты, выделенным сгоревшим топливом, и потенциальной энергией тела на высоте Н.
Если в условии подобной задачи речь идет о скорости взле¬тающей ракеты  , то при условии отсутствия сопротивления среды количество теплоты Q, выделенное сгоревшим топливом, можно приравнять кинетической энергии ракеты Ек:   где 
Если в условии задачи что-нибудь сказано о мощности, раз¬виваемой двигателем за счет тепловой энергии, то эту тепловую энергию можно приравнять работе А, совершенной двигателем за время t (но не мощности, ведь мощность измеряется в ват¬тах, тепловая энергия - в джоулях, а ставить знак равенства между разноименными физическими величинами ни в коем слу¬чае нельзя), а затем эту работу выразить через мощность Q = А,   где   А = Nt.
Если в условии задачи ничего не сказано о КПД  или о тепловых потерях, то имеется в виду, что вся тепловая энергия превращается в механическую, или на¬оборот. Если же в условии подобной задачи идет речь о КПД процесса (дан или надо определить) или о тепловых потерях, то можно сразу записать формулу КПД,  как отношение полезно использованной энергии (механической или тепловой) ко всей за¬траченной энергии (тоже механической или тепловой), выразив его в процентах или частях. Отметим, что в числителе или знаменателе формулы КПД, кроме количества теплоты, потенциальной энергии Еп или кине¬тической энергии Ек, может стоять работа А, тоже полезная или затраченная. Иные величины, которые измеряются не в единицах энергии, здесь стоять в единственном числе не могут. Например, не может быть так, чтобы КПД определялся отношением мощно¬сти к количеству теплоты, потому что мощность измеряется в ват¬тах, а количество теплоты - в джоулях. КПД же измеряется в частях или процентах, поэтому при его определении все иные еди¬ницы должны сократиться.
Приведем примеры на применение формулы КПД:
а) за счет выделенного количества теплоты Q (затраченной) тело поднялось на высоту, приобретя при этом потенциальную энергию Еп (полезную): 
б) упав с некоторой высоты, где тело обладало потенциальной энергией   (затраченной), тело нагрелось, то есть приобрело количество теплоты Q (полезной): 
в) за счет выделенного количества теплоты (затраченной) тело развило скорость, то есть приобрело кинетическую энергию  (полезную): 
г) тело, летевшее с некоторой скоростью и потому обладавшее кинетической энергией   (затраченной), при ударе о препятствие нагрелось, то есть получило некоторое количество теплоты Q (полезной): 
д) за счет выделенного количества теплоты (затраченной) тело под действием силы совершило перемещение или развило мощность, то есть была совершена работа А (полезная):   где    или 
е) за счет совершенной работы А (затраченной) тело получило некоторое количество теплоты Q (полезной), например, нагрелось или расплавилось: 

5.2.Тестовые задания  по теме
«Количество теплоты, изменения агрегатного
состояния вещества».
1. Какой начнется процесс, если кастрюлю с горячей водой поставить на включенную электрическую плиту?
1) Теплообмен кастрюли и воды с воздухом.
2) Охлаждение воды при ее испарении.
3) Теплообмен кастрюли и воды с плитой.
4) Испарение воды.
2. Почему не замерзает картофель, зарытый на зиму в яму?
1) Земля обладает плохой теплопроводностью.
2) В яме нет движения воздуха.
3) Яма сохраняет тепло от картофеля.
4) В яме нет солнечного света.
3. Как связаны между собой теплоемкость С газа массой m, его молярная теплоемкость СМ и удельная теплоемкость с?
1) СМ = С·М.     2)        3)                             4) 
4. Какой вариант ответа является правильным при установлении теплового равновесия между разными газами в смеси?
А) Выравниваются средник квадратичные скорости молекул.                                                                     Б) Выравниваются средние кинетические энергии молекул.
1) Только А.
2) Только Б.
3) Нет правильного ответа.
4) А и Б.
5. Почему на морозе металлические предметы кажутся на ощупь более холодными, чем деревянные?
1) Металл имеет меньшую теплопроводность.
2) Дерево имеет меньшую теплопроводность.
3) Рука примерзает к металлу.
4) Дерево менее твердое.
6. Что называется удельной теплоемкостью?
1) Количество теплоты, необходимое для нагревания тела.
2) Количество теплоты, необходимое для нагревания 1 кг вещества на один градус.
3) Количество теплоты, необходимое для нагревания 1 кг вещества.
4) Количество теплоты, необходимое для нагревания  вещества на один градус.
7. Почему в металлических трубах тяга меньше, чем в кирпичных?
1) Из-за высокой теплопроводности металла.
2) Металлические трубы тоньше.
3) Кирпичные трубы пористые.
4) Кирпичные имеют больший диаметр у основания.
8. Какие существуют виды передачи тепла?
1) Теплопроводность.
2) Конвекция.
3) Лучеиспускание.
4) Все три вида.
9. Какое утверждение справедливо для кристаллических тел?
1) Во время плавления температура кристалла изменяется.
2) В расположении атомов кристалла отсутствует порядок.
3) Атомы кристалла расположены упорядоченно.
4) Атомы свободно перемещаются в пределах кристалла
10. Вода может испаряться
1) Только при кипении;
2) Только при кристаллизации;
3) При любой температуре, если пар в воздухе над поверхностью воды является ненасыщенным;
4) При любой температуре, если пар в воздухе над поверхностью воды является насыщенным
11. Какой вид теплопередачи не сопровождается переносом вещества?
1) Только конвекция.
2) Только теплопроводность.
3) Только теплопроводность и конвекция.
4) Излучение и теплопроводность.
12. Процесс испарения воды происходит
1) Только при температуре выше, чем температура кристаллизации.
2) Только при температуре, большей или равной температуре кипения.
3) Только при температуре кипения.
4) При любой температуре.
13. При испарении жидкости температура ее:
1) Повышается, так как масса жидкости уменьшается.
2) Не изменяется, так как происходит переход от одного агрегатного состояния в другое.
3) Понижается, так как жидкость покидают относительно быстрые молекулы.
4) Понижается, так как молекул в жидкости становится меньше.
14. Вода непременно закипит
1) Если энергия ее молекул окажется достаточной для отрыва от поверхности.
2) Если число молекул, покидающих воду, окажется больше числа молекул, возвращающихся в нее за то же время.
3) Если давление насыщающего пара в пузырьках сравняется с давлением в воде на данной глубине.
4) Независимо от давления, если ее температура превысит 373 К.
15. На рисунке 67 приведен график изменения температуры некоторой массы вещества в зависимости от времени нагревания. Мощность нагревателя постоянна. Потерями тепла можно пренебречь. Какую информацию можно получить из этого графика?
  Рисунок 67
1) При температуре 1000С вещество плавится.
2) При температуре 1000С вещество кипит.
3) При температуре 1000С вещество переходит из одного агрегатного состояния в другое.
16. На рисунке 68 показаны графики изменения температуры двух жидкостей одинаковой массы по мере поглощения ими энергии. Сравните удельные теплоемкости этих жидкостей.
Рисунок 68
1) .
2) .
3) .   
4) Необходимо знать массу жидкостей.             
17. Экспериментально исследовали, как изменяется температура t некоторой массы твердого парафина в открытом сосуде в зависимости от времени нагревания τ. По результатам измерений построен график, приведенный на рисунке 69. Какой вывод можно сделать? 
Рисунок 69
1) При температуре 500С парафин плавится.
2) Удельная теплоемкость у жидкого парафина ниже, чем у твердого.
3) В интервале от 0 до 4 минут теплоемкость парафина зависит от температуры.
4) Чем выше мощность нагревателя, тем быстрее можно нагреть парафин до температуры плавления.
18. На рисунке 70 показаны графики изменения температуры двух твердых тел одинаковой массы по мере поглощения ими энергии. Сравните удельные теплоемкости этих тел.
  Рисунок 70
1) c1 > c2
2) c1<c2.
3) c1=c2.
4) Для ответа не хватает данных.       
19. Температура железной детали массой 200 г снизилась с 700С до 500С. Какое количество теплоты отдала деталь?
1) 256 Дж;     2) 2,56 кДж;    3) 128 Дж;     4) 1,28 Дж
20. Удельная теплота плавления льда 3,3 •105 Дж/кг. Это означает, что для плавления
1) любой массы льда при температуре плавления необходимо количество теплоты 3,3 •105 Дж;
2) 1 кг  льда при температуре плавления необходимо количество теплоты 3,3 •105 Дж;
3) 3,3 •105 кг льда при температуре плавления необходимо количество теплоты 1 Дж;
4) 1 кг льда при любой температуре необходимо количество теплоты 3,3 •105 Дж.
21. Какова удельная теплоемкость свинца, если для нагревания 100 г от 150С до 35 0С надо сообщить телу количество теплоты, равное 260 Дж?
1) 260 .    2) 100 .    3) 200 .     4) 130 
22. Какова удельная теплоемкость воды, если для нагревания 100 г от 150С до 350С надо сообщить телу количество теплоты 8400 Дж?
1) 420 .    2) .      3)   .                       4) .
23. Какова удельная теплоемкость серебра, если для нагревания 40 г на 850С потребовалось 680 Дж тепла?
1) 200 .     2)   .      3).                     
2) 4 .
24. Чему равна удельная теплоемкость трансформаторного масла, если на нагревание 200 г массы на 10000С потребовалось затратить 5,4 кДж теплоты?
1) 27 .      2) .      3) .  4) .
25. Какова удельная теплоемкость кирпича, если для нагревания кирпича массой 4 кг на 630С требуется такое же количество теплоты, как и на нагревание воды той же массы с удельной теплоемкостью   на 13,20С?
1) 88 .      2 ).      3)   .      4) .       
26. Какое количество теплоты необходимо затратить для нагревания стального резца массой 400 г с удельной теплоемкостью   от 200С до 13000С?
1) 256 кДж.      2) 25,6 кДж.      3) 2,56 кДж.             4) 0,256 кДж.
27. Какое количество теплоты выделится при охлаждении стальной детали массой 540 г с удельной теплоемкостью   от 200С до – 800С?
1) 27 кДж.      2) 17 кДж.      3) 37 кДж.      4) 47 кДж.
28. На сколько градусов охладился кусок меди массой 100 г с удельной теплоемкостью , если при этом выделилось 15 кДж теплоты?
1) 2750С.     2) 375 0С.      3) 1750С.      4) 750С.
29. Какова температура смеси при установлении теплового равновесия, если смешали 0,4 м3 при 200С и 0,1 м3 воды при температуре 700С? Удельная теплоемкость воды .
1) 300С.      2) 400С.      3) 500С.      4) 450С.
30. Сколько литров воды при температуре 100С надо добавить в ванну, чтобы температура смеси стала 200С, если в ванну налили 80 л воды при температуре 1000С? Удельная теплоемкость воды .
1) 640 л.      2) 64 л.      3) 80 л.      4) 120 л.   
31. В каком соотношении надо смешать две массы воды, взятые при температурах 500С и 100С, чтобы получить температуру смеси 200С? Удельная теплоемкость воды. 
1) .       2)  .      3)  .           4)  .
32. Сколько килограмм воды с удельной теплоемкостью   можно нагреть на 1000С теплотой, выделевшейся при сгорании 200 г керосина с удельной теплотой сгорания  ?
1) 219 кг.      2) 21,9 кг.      3) 2,19 кг.      4) 0,219 кг.
33. Какое количество воды с удельной теплоемкостью  можно нагреть на 900С, количеством теплоты, полученным от сгорания 200 г спирта с удельной теплотой сгорания  ?
1) 12 кг.      2) 13 кг.      3) 14 кг.      4) 15 кг.
34. Какова должна быть масса природного газа с удельной теплотой сгорания  , чтобы получить такое же количество теплоты, как и при сгорании 0,9 г водорода с удельной теплотой сгорания  ?
1) 0,245 г.      2) 2,45 г.      3) 24,5 г.      4) 245 г.
35. На сколько градусов нагреются 50 кг воды с удельной теплоемкостью  количеством теплоты, полученным от сгорания 2 кг березовых дров с удельной теплотой сгорания  ?
1) 95 0С.      2) 42 0С.      3) 50 0С.      4) 105 0С.
36. Какое количество каменного угля с удельной теплотой сгорания   надо сжечь, чтобы получить такое же количество теплоты, как и при сгорании 4 кг бензина с удельной теплотой сгорания  ?
1) 15,5 кг.      2) 6,8 кг.      3) 17,5 кг.      4) 18,5 кг.
37. Какое количество теплоты необходимо затратить, чтобы расплавить 14 кг меди? Удельная теплота плавления меди  .
1) 1,94 МДж.      2) 2,94 МДж.      3) 3,94 МДж.        4) 4,94 МДж.
38. Какое количество теплоты необходимо для плавления 2,5 т стали? Удельная теплота плавления стали  .
1) 100 МДж.      2) 200 МДж.      3) 50 МДж.            4) 150 МДж.
39. Какое количество теплоты необходимо для плавления 2,5 т стали, взятой при температуре 4000С? Удельная теплота плавления стали  , удельная теплоемкость стали , температура плавления 14000С.
1) 13,5 ГДж.      2) 1,35 ГДж.      3) 200 МДж.               4) 20 МДж.
40. Какое количество теплоты необходимо для плавления 240 г олова? Удельная теплота плавления олова  .
1) 144 кДж.      2) 0,144 кДж.      3)  14,4 кДж.          4) 0,240 кДж.   
41. Какое количество теплоты необходимо для плавления 240 г олова, взятого при температуре 320С? Удельная теплота плавления олова  , удельная теплоемкость олова , температура плавления олова 2320С.
1) 25,44 МДж.      2) 25,44 кДж.      3) 288 МДж.        4) 288 кДж.
42. Какое количество теплоты выделит 15 кг воды при 00С, превратившись в лед? Удельная теплота плавления льда  ?
1) 5,1 МДж.      2) 4,1 МДж.      3) 6,1 МДж.             4) 3,1 МДж.
43. Какое количество теплоты выделится при кристаллизации 100 г нафталина? Удельная теплота плавления нафталина  .
1) 15 кДж.      2) 16 кДж.      3) 17 кДж.      4) 18 кДж.
44. Какое количество теплоты выделится при кристаллизации 24,5 кг алюминия? Удельная теплота плавления алюминия  .
1) 6,6 МДж.      2) 7,6 МДж.      3) 9,6 МДж.             4) 8,6 МДж.
45. Какое количество теплоты выделится при кристаллизации 2,5 кг серебра? Удельная теплота плавления серебра  .
1) 250 кДж.      2) 25 кДж.      3)2,5 кДж.         4) 2500 кДж.
46. Какое количество теплоты необходимо затратить, чтобы испарить 200 г воды? Удельная теплота парообразования воды 2,3 МДж/кг.
1) 560 кДж.      2) 660 кДж.      3) 460 кДж.               4) 760 кДж.   
47. Какое количество теплоты необходимо для испарения 20 г эфира? Удельная теплота парообразования эфира  .
1) 8000 Дж.      2) 80 Дж.      3) 1200 Дж.                     4) 160 Дж.
48. Сколько энергии выделится при конденсации 10 г спирта? Удельная теплота парообразования спирта  .
1) 8 кДж.      2) 9 кДж.      3) 10 кДж.      4) 11 кДж.
49. Какое количество теплоты выделится при конденсации водяного пара массой 2,5 кг и охлаждении полученной воды до 00С? Удельная теплота парообразования воды  , удельная теплоемкость.
1) 5,8 МДж.      2) 6,8 МДж.      3) 7,8 МДж.        4) 8,8 МДж.
50. Сколько энергии выделится при конденсации 30 г паров спирта и охлаждении его до 280С? Удельная теплота парообразования спирта  , удельная теплоемкость  , температура кипения 780С.
1) 30,750Дж.     2) 3075,0 Дж.       3) 30750 Дж.            4) 3,0750 Дж.
51. Какое количество теплоты необходимо затратить, чтобы 30 г спирта при температуре 280С нагреть до кипения и испарить? Удельная теплота парообразования спирта  , удельная теплоемкость , температура кипения 780С.
1) 30,750Дж.     2) 30750 Дж.       3) 3075,0 Дж.            4) 3,0750 Дж.
52. Какое количество теплоты необходимо для нагревания и испарения 1 кг ртути при температуре 170С? Удельная теплота парообразования ртути  , удельная теплоемкость , температура кипения 3570С.
1) 7,76 Мдж.      2) 776 кДж.       3) 776 МДж.      4). 0,3476 МДж.     
53. На какую высоту можно было бы поднять гирю массой 1 кг за счет энергии, которая выделится при охлаждении 1 кг воды от 1000С до 00С.  Удельная теплоемкость воды.
1) 4,2 км.      2) 420 км.      3) 420 м.      4) 42 км.
54. С какой высоты должны падать дождевые капли при температуре 200С, чтобы при ударе о землю они испарились? Удельная теплота парообразования воды  , удельная теплоемкость 
1) 263,6 км.      2) 23,36 км.      3) 2,6 км.      4) 260 м.
55. На сколько градусов нагреется вода у основания плотины высотой 100 м?
1) 200С.       2) 20С.      3)   0,20С.      4)  2000С.                 
56. На сколько градусов нагреется свинцовая пуля, летящая со скоростью 200 м/с, если после удара о препятствие она останавливается и вся механическая энергия идет на нагревание пули? Удельная теплоемкость свинца.
1) 1430С.       2) 2430С.      3) 430С.      4) 3430С.
57. С какой скоростью должен лететь кусок льда температурой 00С, чтобы при ударе о стенку он полностью расплавился? Удельная теплота плавления льда  .
1) 8,2 км/с.      2) 82 м/с.      3) 8,2 м/с.      4) 820 м/с.     
58. Какую механическую работу надо совершить, чтобы трением друг о друга расплавить при 00С два куска льда массой 50 г каждый? Удельная теплота плавления льда  .
1) 340 кДж.      2) 3,4 кДж.      3) 34 кДж.      4) 34 МДж.
59. Какое количество теплоты выделится при резком торможении автомобиля массой 1 т, движущегося со скоростью 36 км/ч?
1) 50 кДж.      2) 5 кДж.      3) 500 кДж.      4) 0,5 кДж.
60. Две жидкости с одинаковой удельной теплоемкостью, но имеющие разные массы и температуры ( , смешали в калориметре. Какая температура смеси установится?
1) 9Т2/10;      2) 10Т2/9;      3) 1,2 Т2;      4) 3,6 Т2.
61. На рисунке 71 показан график зависимости температуры  эфира от времени его нагревания и охлаждения. В начальный момент времени эфир жидкий. Какой участок графика соответствует процессу кипения эфира?
  Рисунок 71
1) ABCD.      2) BC.      3) CD.      4) DE.
62. Какой график зависимости температуры вещества от времени имеет участок, соотвествующий кипению глицерина? Температура кипения глицерина 2900С(см.рис.72)..
Рисунок 72.
1) 1.      2) 2.      3) 3.      4) 4.
63. Какой график зависимости температуры вещества от времени имеет участок, соответствующий плавлению чугуна (см.рис.73)? Температура плавления чугуна 12000С.
Рисунок 73.
1) 1.      2) 2.      3) 3.      4) 4.
64. Какой график зависимости температуры вещества от времени имеет участок, соответствующий кипению воды (см.рис.74)?
Рисунок 74.
1) 1.      2) 2.      3) 3.      4) 4.
65. На рисунке 75 показан график зависимости температуры Т вещества от времени t. В начальный момент времени вещество находилось в кристаллическом состоянии. Какая из точек соответствует началу процесса плавления вещества?
  Рисунок 75
1) 5.      2) 2.      3) 3.      4) 6           
66. На рисунке 76 показан график зависимости температуры Т вещества от времени t. В начальный момент времени вещество находилось в кристаллическом состоянии. Какая из точек соответствует окончанию плавления вещества?
  Рисунок 76.
1) 5.      2) 2.      3) 3.      4) 6.       
67. На рисунке 77 показан график зависимости температуры Т вещества от времени t. В начальный момент времени вещество находилось в кристаллическом состоянии. Какая из точек соответствует окончанию процесса отвердевания?
.       Рисунок 77
1) 5.      2) 6.      3) 3.      4) 7
68. На рисунке 78 показан график зависимости температуры Т кристаллического вещества от времени t   его нагревания. Какова температура плавления вещества?
  Рисунок 78
1) 800С.      2) 600С.      3) 500С.      4) 450С.
69. В печь поместили некоторое количество алюминия. Диаграмма изменения температуры алюминия с течением времени показана на рисунке 79. Печь при постоянном нагреве передает алюминию 1 кДж энергии в минуту. Какое количество теплоты потребовалось для плавления алюминия, уже нагретого до температуры его плавления?
  Рисунок 79.
1) 5 кДж.    2) 15 кДж.    3) 20 кДж.   4) 30 кДж.
5.3. Дополнительные задачи по теме:
«Количество теплоты, изменения агрегатного
состояния вещества».
70. Какую массу воды с температурой 200С можно довести до кипения на электроплитке мощностью 0,7 кВт за 10 мин? Удельная теплоемкость воды составляет.
71. Какое количество теплоты необходимо израсходовать для плавления одного килограмма стали, взятой при температуре 20 °С. если температура плавления равна 1420 °С? Удельная теплоемкость стали 460 Дж/кг•К, удельная теплота плавления стали 82 кДж/кг.
72. Кусок стали объемом 510 см3 внесли с улицы, где температура минус 15 °С, в комнату с температурой 250С. Какое количество теплоты поглотил кусок металла, если его плотность 7,8 г/см3 , удельная теплоемкость стали 460 Дж/кг• К?
73. Для нагревания ртути массой 0,1 кг от температуры 200 С до 1200С требуется столько же количества теплоты, как и для воды массой 0,05 кг от температуры 14,5 до 21 °С. Найти удельную теплоемкость ртути. Удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/кг• К.
74. Сколько теплоты надо затратить, чтобы вскипятить при нормальном давлении 5 кг воды, взятой при температуре 200 С в стальной кастрюле массой 0,5 кг? Удельная теплоемкость стали 460 Дж/кг•К.
75. Смешали 6 кг воды при температуре 40 °С, 4 кг воды при 70 °С и 20 кг воды при 16 °С. Найти температуру смеси.
76. Мальчик наполнил сосуд на 2/5 кипятком при температуре 100°С и дополнил его водой при температуре 20 °С. Найти установившуюся температуру воды в сосуде.
77. В стальной сосуд массой 125 г и температурой 20 °С налили воду массой 100 г и температурой 45 °С. Какая температура установится в сосуде? Удельная теплоемкость стали и воды равны 460 и 4200 Дж/кг•К соответственно.
78. В сосуде смешивают 0,3 кг воды при температуре 20 °С и горячую воду при температуре 100 °С. Температура смеси стала равной 400 С. Найти массу горячей воды.
79. Стальной шар, падая свободно, при ударе о землю достиг скорости 30 м/с и подскочил на высоту 1,5 м. Найти, на сколько градусов нагрелся шар при ударе, считая, что вся потерянная энергия идет на его нагревание? Удельная теплоемкость стали равна 460 Дж/кг•К.
80. Стальной шар падает с высоты 100 м и подскакивает на высоту 55 м. Насколько нагрелся шар, если вся потеря энергии идет на его нагрев? Удельная теплоемкость стали 460 Дж/(кг•К).
81. С высоты Н свободно падает кусок металла с удельной теплоемкостью с. Насколько градусов поднялась его температура, если 10% его первоначальной механической энергии при ударе о землю превратилась в теплоту?
82. Некоторая жидкость, находящаяся при температуре кристаллизации, охлаждается за счет испарения. Удельная теплота парообразования равна 2,8·105 Дж/кг, удельная теплота плавления равна 0,7·105 Дж/кг. Определите, сколько процентов от общей массы жидкости перейдет в твердое состояние.
83. В воду с температурой 293 К влили ртуть, масса которой равна массе воды. Установите начальную температуру ртути, если установившаяся температура равна 294 К. Удельные теплоемкости ртути и воды равны соответственно 0,14 и 4,2 . Потерями тепла можно пренебречь. Результат выразите в кельвинах.
84. В калориметре находилось   льда. Какой была температура   льда, если после добавления в калориметр   воды, имеющей температуру  , в калориметре установилось тепловое равновесие при  , причем в нем оказалась, только вода?
85. В калориметре находилось   льда при температуре   льда. После добавления в калориметр   воды в калориметре установилось тепловое равновесие при  . Какова температура    добавленной в калориметр воды, если  в итоге в калориметре оказалась только вода?
86. В калориметре находился лед при температуре  . Какой была масса   льда, если после добавления в калориметр   воды, имеющей температуру   и установления теплового равновесия температура содержимого калориметра оказалась равной  , причем в калориметре была только вода?
87. В калориметре находится   льда при температуре . Какое количество воды, имеющей температуру , нужно добавить в калориметр, чтобы температура его содержимого после установления теплового равновесия оказалась  ? Теплообменом с окружающей средой и теплоемкостью калориметра пренебречь.
88. В сосуде, из которого откачивают воздух, находится небольшая масса воды при температуре 00С. Благодаря очень быстрому испарению одной части этой воды другая ее часть замерзает. Испарившаяся часть воды имеет массу  . Найдите первоначальную массу воды m. Удельная теплота плавления льда , удельная теплота испарения воды. 
89. В калориметр, содержащий mв = 1,5 кг воды при температуре tв = 200С, положили    mл=1,0 кг льда, имеющего температуру tл = -100С. Какая температура установится в калориметре?
90. При нагревания воды массой 5 кг в кастрюле от температуры О °С до 100 °С было израсходовано 2 450 000 Дж теплоты. Найти теплоемкость кастрюли, если удельная теплоемкость воды равна 4,2 кДж/кг•К,
91. Калориметр содержит лед массой m1 = 100 г, при температуре t1 = 00C . В калориметр впускают пар с температурой t2 = 1000C. Сколько воды оказалось в калориметре, когда весь лед растаял? Температура образовавшейся воды равна t = 00с.
92. В сосуд с водой массой   при температуре   опустили гирьку массой   нагретую до   После этого в сосуде установилась температура  . Удельная теплоемкость воды   удельная теплоемкость меди   Определить теплоемкость сосуда 
93. Нагретый алюминиевый куб положили на лед, и куб полностью погрузился в лед. До какой температуры t был нагрет куб? Температура льда 00С, потерями тепла пренебречь.         
94. Свинцовая пуля ударяется о броневую плиту и отскакивает от нее. На нагревание пули идет 60% потерянной ею механической энергии. Скорость пули перед ударом о плиту   после удара   Температура пули перед ударом   Какая часть пули расплавилась?
95. Свинцовая пуля, летящая со скоростью  попадает в стальную плиту и отскакивает от нее со скоростью   Какая часть пули расплавится, если ее температура в момент удара  была равна   и на нагревание пули пошло   всей работы, совершаемой при ударе? Удельная теплоемкость свинца   удельная теплота плавления свинца 
96. Стальной шарик, летящий со скоростью 200 м/с. пробивает доску и вылетает из нее со скоростью 100 м/с. Насколько градусов нагреется шарик, если считать, что на его нагревание идет 40% потерянной кинетической энергии? Удельная теплоемкость стали равна 460 Дж/кг•К.
97. С какой высоты h должна падать вода, чтобы при ударе о Землю она закипала? На нагрев воды идет 50% расходуемой механической энергии, начальная температура воды   
98. Стальной осколок, падая с высоты    имел у поверхности земли скорость   Насколько повысилась температура осколка, если считать, что вся работа сопротивления воздуха пошла на его нагревание? Начальная скорость осколка равна нулю. Удельная теплоемкость стали
99. С какой высоты h упал свинцовый шар, если при абсолютно неупругом ударе о пол он нагрелся на   и на нагревание пошло   его механической энергии. Удельная теплоемкость свинца 
100. Сани массой 500 кг равномерно движутся по горизонтальному пути. Температура снега О °С. Сколько снега расплавится на пути 2 км., если 80% количества теплоты от трения идет па плавление снега? Удельная теплота плавления снега равна 330 кДж/кг. Коэффициент трения между снегом и полозьями саней равен 0,03.
101. На газовой горелке воду массой 3 кг, взятую при 10ОС, за время 600 с нагрели до 100О С. Найти мощность горелки, если на нагревание воды идет 60% тепла горелки. Удельная теплоемкость воды 4,2 кДж/кг•К.
102. Мощность двигателя мотоцикла 6 кВт. Найти коэффициент полезного действия двигателя мотоцикла, если он расходует 2 л бензина в час. Плотность   бензина   равна  710 кг/м3 ,   удельная   теплота сгорания бензина - 44 106 Дж/кг.
103. Какую силу тяги развивает тепловоз, который ведет поезд со скоростью 20 м/с и за 50 мин работы тратит одну тонну дизельного горючего? КПД двигателя тепловоза 90%, удельная теплота сгорания топлива 42 МДж/кг.
104. В закрытой колбе находится вода при температуре ее замерзания. Выкачав из нее воздух, заморозили всю воду посредством ее частичного испарения. Какая часть жидкости при этом испарилась, если притока тепла извне нет? Удельная теплота парообразования воды 2,3 МДж/кг, удельная теплота плавления воды 330 кДж/кг.
105. Под колоколом воздушного насоса находится вода массой   при температуре   Воздух из-под колокола быстро откачивают. Благодаря интенсивному испарению части воды, другая ее часть замерзает. Найти массу m1 образовавшегося льда, если его температура тоже  Удельная теплота кристаллизации (плавления) льда  удельная теплота испарения воды 
106. Из помещения, где температура воздуха   вынесли на улицу, где температура     ртути. Найти уменьшение внутренней энергии ртути  . Удельная теплоемкость ртути   удельная теплота плавления ртути   температура замерзания ртути 
107. Найти изменение внутренней энергии   воды массой  , взятой при температуре   при превращении ее в пар при   Удельная теплоемкость воды  удельная теплота парообразования воды 
108. Через какое время   расплавятся два куска льда массой m каждый, взятые при температуре   в результате трения их друг о друга? Средняя мощность, развиваемая при трении, равна N, удельная теплота плавления льда  .
109. С какой скоростью должны лететь навстречу друг другу две одинаковые льдинки, имеющие температуру   чтобы при соударении он обратились в пар при  Удельная теплоемкость льда  удельная теплоемкость воды  температура таяния льда   удельная теплота парообразования воды
110. С какой скоростью   должны лететь навстречу друг другу две одинаковые льдинки, взятые при температуре   чтобы при соударении они расплавились? Удельная теплоемкость льда   удельная теплота плавления льда  температура плавления льда   Вся механическая энергия льдинок при соударении превратилась в теплоту.
111. Найти количество теплоты Q, которое выделилось при абсолютно неупругом соударении двух шаров, двигавшихся навстречу друг другу. Масса первого шара   а второго   их скорости соответственно   и   
112. Движущееся тело массой   ударяется о неподвижное тело массой   Считая удар центральным и неупругим, найти, какая часть первоначальной кинетической энергии этих тел переходит при ударе в теплоту, если масса первого тела в 9 раз больше массы второго? 
113. В таящую льдину попадает пуля, летящая со скоростью 100м/с. Масса пули 12 г. Считая, что 60% кинетической энергии пули превращается в теплоту и идет на плавление льда, определить какая масса льда растает от попадания пули, если удельная теплота плавления льда равна 330 кДж/кг.
114. В тающую льдину попадает пуля массой  летящая со скоростью   Считая, что треть механической энергии пули пошла на дробление льда, а остальная ее часть превратилась в теплоту, найти массу   растаявшего льда. Удельная теплота плавления  льда 
115. Определите удельную теплоемкость при постоянном давлении смеси газов: 14 моль водорода и 6 моль азота.

5.4. Решение  типовых задач по теме
«Количество теплоты, изменения агрегатного
состояния вещества».
Задача №1 . Смешали   воды при температуре  ,   воды при   и  воды при  . Найти температуру смеси.(280С)
Дано:  ;  ;  ;  ;  ;  . T - ?
Решение.  Запишем уравнение теплового баланса:  .(1). Здесь Q1 – количество теплоты, полученное водой массой m1; Q2 – количество теплоты, отданное водой массой m2;  Q3 – количество теплоты, полученное водой массой m3.  Так как   (2),        то подставляя (2), (3) и (4) в (1), получим:  Произведя вычисления, получим: 
Задача № 2. В калориметр, содержащий m1 = 1,5 кг воды при температуре t1 = 200С, положили    m2=1,0 кг льда, имеющего температуру t2 = -100С. Какая температура установится в калориметре?
Дано: m1 = 1,5 кг;  t1 = 200С; m2=1,0 кг льда; t2 = -100С. t - ?
Решение. Эту задачу не очень удобно решать в общем виде: ведь для составления уравнения теплового баланса необходимо заранее знать, какие процессы произойдут со льдом и водой, то есть каким будет конечное состояние (только вода, вода и лед или только лед). Предположим сначала, что весь лед растает, а вода несколько остынет. Тогда уравнение теплового баланса имеет вид  , где Q1 < 0 – количество теплоты, отданное водой; Q2 > 0 – количество теплоты, полученное льдом. Вода охлаждается от t1 до t, значит  .
Лед нагревается от t2  до 00С и плавится и далее (уже, будучи водой) нагревается от 00С до t. Значит   Из уравнения теплового баланса получаем  Однако полученное значение противоречит сделанному предположению, что весь лед растает. Значит это предположение неверно. Можно предположить, что вся вода замерзнет. Но тогда температура t > 0, что снова противоречит сделанному предположению. Остается лишь один вариант ответа: t = 00C, то есть весь лед не растает и вся вода не замерзнет – в калориметре будет смесь воды со льдом.
К этому результату можно прийти гораздо быстрее, если заметить, что вода, даже остыв до 00С, (а остывать дальше, не замерзая она не может), отдаст количество теплоты  . Этого количества теплоты хватит лишь на плавление льда   что меньше начальной массы льда ( при этом мы даже не учли необходимости нагревания льда до 00С). Значит, весь лед растаять не может, то есть t < 00C. Аналогично можно доказать, что t > 0. Отсюда t = 00С.
Задача №3 . Калориметр содержит лед массой m1 = 100 г, при температуре t1 = 00C . В калориметр впускают пар с температурой 1000С. Сколько воды оказалось в калориметре, когда весь лед растаял? Температура образовавшейся воды равна 00С.
Дано: m1 = 100 г = 0,1 кг; t1 = 00C; t2 = 1000C; t = 00С;  m - ?
Решение. Необходимое для плавления льда количество теплоты   выделяется при конденсации некоторого количества пара m2 и охлаждении получившейся воды до 00С. Следовательно, уравнение теплового баланса имеет вид:  где L – удельная теплота парообразования, а с – удельная теплоемкость воды. Отсюда  . Полная масса образовавшейся в калориметре воды 
Задача №4 . В калориметре находится   льда при температуре . Какое количество воды, имеющей температуру , нужно добавить в калориметр, чтобы температура его содержимого после установления теплового равновесия оказалась  ? Теплообменом с окружающей средой и теплоемкостью калориметра пренебречь.
Дано:  ;  ; ; ; -?
Решение. Количество теплоты, необходимое для нагревания льда, находящегося в калориметре, до температуры  :  .
Количество теплоты, отдаваемое водой при охлаждении ее до 00С: 
Количество теплоты, выделяющейся при отвердевании воды при 00С: 
Количество теплоты, выделяющейся при охлаждении льда, полученного из воды, до  :  . Запишем уравнение теплового баланса:   Объединяя (1) – (5), получаем: 
Задача № 5 . Нагретый алюминиевый куб положили на лед, и куб полностью погрузился в лед. До какой температуры t был нагрет куб? Температура льда 00С, потерями тепла пренебречь.
Решение.  Пусть объем куба и выплавленной во льду ямки равен V. Пренебрегаем изменением потенциальной энергии системы при погружении куба в лед – оно ничтожно мало по сравнению с количеством передаваемой теплоты. Масса куба   масса расплавленного льда   где  - соответственно плотность алюминия и льда. Уравнение теплового баланса имеет вид   откуда   При большей температуре верхняя грань куба окажется ниже поверхности льда.
Задача № 6 . Свинцовая пуля, летящая со скоростью   попадает в стальную плиту и отскакивает от нее со скоростью   Какая часть пули расплавится, если ее температура в момент удара  была равна   и на нагревание пули пошло   всей работы, совершаемой при ударе? Удельная теплоемкость свинца   удельная теплота плавления свинца 
Дано:     ;  ;  ;     
Решение.  В процессе удара пули о плиту происходит уменьшение кинетической энергии пули, вследствие чего увеличивается ее внутренняя энергия. Пуля нагревается до температуры плавления и частично плавится без теплообмена с окружающей средой, поскольку время удара бесконечно мало. Согласно закону сохранения и превращения энергии   или   где  - коэффициент, показывающий, какая часть механической энергии пошла на нагревание и агрегатное превращение свинца. Если в момент удара пуля обладала кинетической энергией   а после удара  , работа силы упругости плиты при ударе равна   При нагревании пули массой m от начальной температуры   до температуры плавления   и плавлении свинца массой   внутренняя энергия пули возрастает на величину   Подставляя (2) и (3) в (1), получаем уравнение энергетического (теплового) баланса в окончательном виде:   Отношение  , показывающее какая часть пули расплавилась, отсюда равно:   
Задача № 7 .С какой высоты h должна падать вода, чтобы при ударе о Землю она закипала? На нагрев воды идет 50% расходуемой механической энергии, начальная температура воды 
Дано:       h -?
Решение. Согласно условию, на нагрев воды массой m расходуется энергия, равная   Поэтому   Отсюда   Полученный результат показывает, сколь велика энергия, выделяемая и поглощаемая в тепловых процессах.
Задача №8. Под колоколом воздушного насоса находится вода массой   при температуре   Воздух из-под колокола быстро откачивают. Благодаря интенсивному испарению части воды другая ее часть замерзает. Найти массу m1 образовавшегося льда, если его температура тоже  Удельная теплота кристаллизации (плавления) льда  удельная теплота испарения воды 
Дано:     m1-?
Решение. Обратим внимание на слова «воздух быстро откачивают». Это означает, что процесс откачивания происходит столь быстро, что тела, о которых идет речь, не успевают обменяться теплотой с окружающей средой. При этом та часть воды, которая испаряется, отберет некоторое количество теплоты у всей воды, вследствие чего оставшаяся часть воды замерзнет. Иными словами, внутренняя энергия испарившейся воды увеличивается за счет уменьшения внутренней энергии оставшейся воды, которая при этом превратится в лед, так как до испарения ее температура уже была равна 00С.
Таким образом, количество теплоты  , отданное замерзшей водой, равно количеству теплоты    полученному испарившейся водой. Здесь   - масса испарившейся воды. Ее можно выразить через массу всей воды m, бывшей под колоколом до откачивания, и массу образовавшегося льда  которую требуется найти по условию задачи:   Так как  , то   Отсюда определим искомую массу льда m1:   

Задача №9. На газовой горелке воду массой  , взятую при  , за время   нагрели до  . Найти мощность горелки, если на нагревание воды идет   тепла горелки. Удельная теплоемкость воды  .
Дано:  ;  ;  ; ;   ;  N - ?
Решение. Из определения КПД можем записать:   (1). Разделим обе части на  100% и преобразуем (1) следующим образом:  (2). В этих формулах Qг – количество теплоты, выделяемое газовой горелкой; Qв – количество теплоты, которое идет непосредственно на нагрев воды. Количество теплоты, идущее на нагрев воды, определяется следующим образом:   а   (4). Подставим (3) и (4) в (2) и выразим искомую мощность:   
Задача № 10 . Какую силу тяги развивает тепловоз, который ведет поезд со скоростью   и за   работы тратит   дизельного горючего? КПД двигателя тепловоза  , удельная теплота сгорания топлива  .(63·104 Н)

Дано:  ;   ;   ;; 
Решение. Запишем формулу для нахождения КПД:  (1), где   - полезная работа;    - вся затраченная работа:     Подставим (2) и (3) в (1) и получим:.  Отсюда находим искомую силу тяги: 

Задача № 11 . В сосуд с водой массой   при температуре   опустили гирьку массой   нагретую до   после этого в сосуде установилась температура   Удельная теплоемкость воды   удельная теплоемкость меди   Определить теплоемкость сосуда 

Дано:      ;  ; ;   

Решение. Чтобы записать закон сохранения тепловой энергии, нужно выяснить, какие тела в этом процессе получают тепло, то есть нагреваются, а какие отдают, то есть охлаждаются. В холодный сосуд с холодной водой, которые в начале процесса имели одинаковую температуру, опустили горячую гирьку. Понятно, что сосуд и вода получали тепло, а гирька его отдавала. Поскольку система трех тел замкнута (ничего не сказано о КПД процесса, то есть тепло не теряется), то количество теплоты, полученное сосудом, будет   плюс количество теплоты, полученное водой  , равно количеству теплоты, отданному гирькой  :   или   - уравнение теплового баланса, записанное применительно к этому процессу.
Из последнего уравнения найдем искомую теплоемкость сосуда       
Задача № 12. Найти изменение внутренней энергии   воды массой  , взятой при температуре   при превращении ее в пар при   Удельная теплоемкость воды  удельная теплота парообразования воды 
Дано:  ;         -?

Решение. Поскольку в условии задачи нет речи о превращении механической энергии воды в ее внутреннюю энергию и ничего не сказано о совершении работы, значит, изменение внутренней энергии происходит только за счет передачи теплоты  которая идет на нагревание, и  которая идет на перевод ее в пар:   или      ,. Произведем вычисления: 
Задача № 13 .С какой скоростью должны лететь навстречу друг другу две одинаковые льдинки, имеющие температуру   чтобы при соударении они обратились в пар при  Удельная теплоемкость льда  удельная теплота плавления льда  удельная теплоемкость воды  температура таяния льда   удельная теплота парообразования воды 

Дано:               

Решение.  Кинетическая энергия льдинок   при их соударении превращается в тепловую энергию, которая идет на нагревание льда:   плавление его:  , нагревание образовавшейся воды:   и превращение ее в стоградусный пар:  . По закону сохранении энергии:    или   откуда  . Произведем вычисления: 
Задача №14 . Какую массу  керосина потребовалось бы сжечь, чтобы вывести спутник массой  Т на круговую орбиту вблизи поверхности Земли, если бы все количество теплоты, выделенное керосином, превратилось в механическую энергию спутника? Радиус Земли   удельная теплота сгорания керосина 
Дано:  Т = 1000 кг;    . 
Решение. По закону сохранения энергии количество теплоты, отданное сгоревшим керосином, идет на сообщение спутнику на орбите кинетической энергии:   Здесь   и   Подставляя (2) и (3) в (1), получаем:   В этом уравнении имеются две неизвестные величины: искомая масса сгоревшего керосина   и скорость спутника на орбите  . Определим эту скорость, воспользовавшись вторым законом Ньютона, согласно которому центростремительное ускорение  , сообщаемое ему силой тяготения   к Земле,  прямо пропорционально  этой силе и обратно пропорционально массе спутника  :   (5). По закону всемирного тяготения   Здесь   - гравитационная постоянна, М – масса Земли, R – расстояние от спутника до центра Земли, которое согласно условию задачи можно считать равным радиусу Земли. Центростремительное ускорение, как известно из кинематики, определяется формулой:   тогда    Так как величины G и М достаточно громоздки и не очень удобны при вычислениях, выразим их через ускорение свободного падения тел на Земле   откуда   тогда  (5). Подставим (5) в (4), получим  Отсюда найдем искомую массу керосина   Произведем вычисления: 
Задача №15 . Определите удельную теплоемкость при постоянном давлении смеси газов: 14 моль водорода и 6 моль азота.
Дано: 
Решение.       ;  Тогда счетом двух последних равенств получаем для массы   (2).Так как процесс изобарный, то первый закон термодинамики имеет вид:  (3);     Запишем уравнение Клайперона-Менделеева для каждого газа отдельно:      Вычитая из (6) равенство (5), получаем:  Тогда, подставляя (4) и (7) в (3), получаем:   Теперь подставим (7) и (2) в (1) и получим:  .