В калориметр с холодной водой погрузили алюминиевый цилиндр нагретый до (5 видео)

Видео:ЕГЭ по физике 2014. Задание А9 (от bezbotvy)Скачать

В калориметр с холодной водой погрузили алюминиевый цилиндр нагретый до

В калориметр с водой бросают кусочки тающего льда. В некоторый момент кусочки льда перестают таять. Первоначальная масса воды в калориметре 330 г. На сколько увеличилась масса воды в калориметре, если её первоначальная температура 20 °С? Тепловыми потерями пренебречь. Ответ выразите в граммах.

Тающий лед имеет температуру 0 °С. Кусочки льда перестают таять, когда вода в сосуде достигает этой температуры. Поскольку система находится в калориметре, теплопотерями можно пренебречь. Всё тепло, выделяющееся при охлаждении жидкости, идёт на плавление льда. Составим уравнение теплового баланса:

Отсюда находим массу растаявшего льда

В медный калориметр массой 500 г, находившийся при температуре 20 °C, налили 200 г воды, температура которой была равна 50 °C. Через некоторое время, когда между водой и калориметром установилось тепловое равновесие, температура воды в нём оказалась равной 40 °C. Какое количество теплоты было отдано водой и калориметром в окружающую среду?

Теплота, полученная калориметром, равна

Теплота, отданная водой, равна

Теплота, отданная в окружающую среду, равна

В алюминиевый калориметр массой 300 г, находившийся при температуре 20 °C, налили 200 г воды, температура которой была равна 50 °C. Через некоторое время, когда между водой и калориметром установилось тепловое равновесие, температура воды в нём оказалась равной 40 °C. Какое количество теплоты было отдано водой и калориметром в окружающую среду?

Теплота, полученная калориметром, равна

Теплота, отданная водой, равна

Теплота, отданная в окружающую среду, равна

Аналоги к заданию № 25242: 25279 Все

Цилиндр массой 300 г, нагретый до температуры 100°С, опускают в железный калориметр с водой. Масса калориметра 100 г, масса воды 200 г, их начальная температура 23°С. В результате установления равновесия температура в сосуде стала равной 30°С. Чему равна удельная теплоемкость вещества, из которого изготовлен цилиндр? Ответ дайте в Потерями тепла в окружающую среду можно пренебречь. Ответ округлите до целых.

В теплообмене участвовали три тела: цилиндр, вода и железный калориметр. Между этими телами происходил теплообмен. Запишем уравнение теплообмена Количество теплоты, отданное цилиндром, Количество теплоты, полученное водой, Количество теплоты, полученное калориметром, Тогда удельная теплоемкость вещества, из которого изготовлен цилиндр,

В калориметр с водой бросают кусочки тающего льда. В некоторый момент кусочки льда перестают таять. К концу процесса масса воды увеличилась на 84 г. Какова начальная масса воды, если ее первоначальная температура 20 °С? Ответ приведите в килограммах.

Тающий лед имеет температуру 0 °С. Кусочки льда перестают таять, когда вода в сосуде достигает этой температуры. Поскольку система находится в калориметре, теплопотерями можно пренебречь. Всё тепло, выделяющееся при охлаждении жидкости, идёт на плавление льда. Согласно условию, успело расплавиться Составим уравнение теплового баланса: Отсюда находим начальную массу воды в калориметре

дельта t=t конечная — t начальная.

Вы из 20 вычитаете 0, хотя 20 — это начальная t, а 0 — конечная.

Там подразумевается изменение по модулю. При написании уравнения теплового баланса правильный знак уже учтен.

В калориметр, удельная теплоёмкость которого пренебрежимо мала, налили 200 г воды при температуре +5 °С и положили туда 100 г льда при температуре −5 °С. Что будет находиться в калориметре после установления в нём теплового равновесия?

1) вода при температуре выше 0 °С

2) вода при температуре 0 °С

3) лёд при температуре 0 °С

4) смесь воды и льда при температуре 0 °С

Определим, сколько тепла выделится при охлаждении 200 г воды от +5 °С до 0 °С:

Вычислим теперь, сколько тепла необходимо для нагрева 100 г льда от -5 °С до 0 °С:

следовательно, когда весь лед нагреется до 0 °С, вода будет находится еще при ненулевой температуре. Таким образом, лед начнет превращаться в воду (все тепло, поступающее от охлаждения воды будет идти на плавление льда). Рассчитаем, сколько тепла необходимо, чтобы расплавить весь лед:

Это величина сильно больше, чем может дать охлаждающаяся вода. Отсюда заключаем, что после установления теплового равновесия в калориметре будет находиться смесь воды и льда при температуре 0 °С (при этом, воды будет больше, чем 200 г).

Железный шарик радиусом r = 2 см вморожен в ледяной шар радиусом R = 3 см. Их охладили до температуры t₁ = –20 °C и опустили в калориметр, в котором находится вода массой m = 200 г при температуре t₂ = +30 ºC. Какая температура t установится в калориметре после достижения равновесного состояния? Потерями теплоты пренебречь. Плотность льда — 900 кг/м 3 , железа — 7800 кг/м 3 . Удельная теплоёмкость воды — 4,2 кДж/(кг·°С), льда — 2,1 кДж/(кг·°С), железа — 0,46 кДж/(кг·°С). Удельная теплота плавления льда — 330 кДж/кг.

1. Во время теплообмена и установления теплового равновесия в калориметре тёплая вода будет охлаждаться, отдавая теплоту шару изо льда с вмороженным в него железным шариком. Часть этой теплоты пойдёт на нагревание шара до 0 °C, а оставшаяся — на плавление льда при 0 °C и возможное нагревание системы до некоторой положительной температуры, если теплоты охлаждения воды будет достаточно для этого.

2. Вначале найдём количество теплоты, которое может отдать тёплая вода при охлаждении до 0 °C:

(здесь — удельная теплоёмкость воды).

3. Затем найдём количество теплоты, необходимое для нагревания составного шара и плавления всего льда при 0 °C. Для этого вначале найдём массу железа и льда :

(здесь — плотность железа);

(здесь — плотность льда).

(здесь и — удельные теплоёмкости железа и льда, — удельная теплота плавления льда).

4. Таким образом, так что весь лёд при 0 °C не растает, и в равновесии установится температура t = 0 °C.

Железный шарик радиусом r = 1 см вморожен в ледяной шар радиусом R = 3 см. Их охладили до температуры t₁ = –20 °C и опустили в калориметр, в котором находится вода массой m = 270 г при температуре t₂ = +30 °C. Какая температура t установится в калориметре после достижения равновесного состояния? Потерями теплоты пренебречь. Плотность льда ρ_л = 900 кг/м 3 .

Читайте также: Ямаха викинг компрессия в цилиндрах

2. Вначале найдём количество теплоты, которое может отдать тёплая вода при охлаждении до 0 °C:

(здесь — удельная теплоёмкость воды).

3. Затем найдём количество теплоты, необходимое для нагревания составного шара и плавления всего льда при 0 °C. Для этого вначале найдём массу железа и льда : (здесь — плотность железа); Далее имеем:

(здесь и — удельная теплоёмкость железа и льда, — удельная теплота плавления льда).

4. Таким образом, так что весь лёд при 0 °C не растает, и в равновесии установится температура t = 0 °C.

Видео:ЕГЭ 2014 Физика: А9 - в калориметр с холодной водой погрузили алюминиевый цилиндрСкачать

В калориметр с холодной водой погрузили алюминиевый цилиндр нагретый до

В калориметр с горячей водой погрузили алюминиевый цилиндр, взятый при комнатной температуре. В результате в калориметре установилась температура 60 °С. Если вместо алюминиевого цилиндра опустить в калориметр медный цилиндр такой же массы при комнатной температуре, то конечная температура в калориметре будет

4) зависеть от отношения массы воды и цилиндров и в данном случае не поддаётся никакой оценке

При погружении цилиндра в калориметр с горячей водой между ним и водой начинается теплообмен, который заканчивается только тогда, когда температуры цилиндра и воды сравняются. Выпишем уравнение теплового баланса

Поскольку удельная теплоёмкость меди меньше, чем удельная теплоёмкость алюминия, заключаем, что в случае погружения медного цилиндра установившаяся в калориметре температура будет больше, чем в первом случае, то есть выше 60 °С

Задачу считают решенной, если утверждение решающего задачу подтверждает математическая формула. В случае решения данной задачи в решении одни слова. В результирующей формуле теплоёмкость материала цилиндра присутствует в числителе и в знаменателе, поэтому просто слова не являются очевидным фактором, определяющим правильное решение задачи.

Но видно же, что производная конечной температуры по теплоемкости цилиндра есть величина отрицательная ?

Из условия задачи не совсем понятна последовательность действий в данном опыте. То ли после того, как вынимают алюминиевый цилиндр туда погружают медный, то ли опыт повторяют заново при тех же исходных условиях, но уже с медным цилиндром.

В связи с этим задание не является корректным

Мне кажется, тут всё ясно. Если вынимать алюминиевый цилиндр и тут же погружать медный, ясно, что температура в калориметре упадёт, в таком случае задача не имеет никакого смысла. Хотя да, условие можно трактовать так и сяк.

Здравствуйте! Покажите, пожалуйста, подробно, как вы вывели конечную формулу для определения ответа (формула, где С цилиндра только в знаменателе)?

В калориметр с холодной водой погрузили алюминиевый цилиндр, нагретый до 100 °С. В результате в калориметре установилась температура 30 °С. Если вместо алюминиевого цилиндра опустить в калориметр медный цилиндр такой же массы при температуре 100 °С, то конечная температура в калориметре будет

4) зависеть от отношения массы воды и цилиндров и в данном случае не поддаётся никакой оценке

При погружении цилиндра в калориметр с холодной водой между ним и водой начинается теплообмен, который заканчивается только тогда, когда температуры цилиндра и воды сравняются. Выпишем уравнение теплового баланса

Поскольку удельная теплоемкость меди меньше, чем удельная теплоемкость алюминия, заключаем, что в случае погружения медного цилиндра установившаяся в калориметре температура будет меньше, чем в первом случае, то есть ниже 30 °С

В калориметр с холодной водой погрузили медный цилиндр, нагретый до 100 °С. В результате в калориметре установилась температура 30 °С. Если вместо медного цилиндра опустить в калориметр алюминиевый цилиндр такой же массы при температуре 100 °С, то конечная температура в калориметре будет

4) зависеть от отношения массы воды и цилиндров и в данном случае не поддаётся никакой оценке (никакому сравнению)

Поскольку удельная теплоемкость алюминия больше, чем удельная теплоемкость меди, заключаем, что в случае погружения алюминиевого цилиндра установившаяся в калориметре температура будет больше, чем в первом случае, то есть выше 30 °С

В калориметр с горячей водой погрузили медный цилиндр, взятый при комнатной температуре. В результате в калориметре установилась температура 60 °С. Если вместо медного цилиндра опустить в калориметр алюминиевый цилиндр такой же массы при комнатной температуре, то конечная температура в калориметре будет

4) зависеть от отношения массы воды и цилиндров и в данном случае не поддаётся никакой оценке

Поскольку удельная теплоемкость алюминия больше, чем удельная теплоемкость меди, заключаем, что в случае погружения алюминиевого цилиндра установившаяся в калориметре температура будет меньше, чем в первом случае, то есть ниже 60 °С

В калориметр поместили m = 100 г льда при температуре t₁ = –10 ºC, затем сообщили льду количество теплоты Q = 100 кДж и добавили в калориметр ещё М = 200 г льда при температуре t₂ = 0 ºC. Какая температура t₃ установилась в калориметре в состоянии равновесия? Теплообменом содержимого калориметра с окружающей средой и теплоёмкостью калориметра можно пренебречь.

Удельная теплоёмкость льда равна с_л = 2100 Дж/(кг·К), удельная теплота плавления льда равна λ = 330 000 Дж/кг.

Читайте также: Двигатель маз 8 цилиндров с турбиной

Вначале вычислим количество теплоты, необходимое для нагревания начальной массы m льда от −10 ºC до 0 ºC и её плавления при 0 ºC:

Для плавления добавленной массы M льда при 0 ºC необходимо Q₂ = λM = 330 000 · 0,2 = 66 000 Дж, это больше чем Q − Q₁ = 100 000 − 35 100 = 64 900 Дж, так что весь добавленный лёд не растает, и в калориметре в состоянии равновесия будет находиться смесь воды и льда при температуре t₃ = 0 °C.

В калориметре находился 1 кг льда. Чему равна первоначальная температура льда, если после добавления в калориметр 20 г воды, имеющей температуру 20 °C, в калориметре установилось тепловое равновесие при ? Теплообменом с окружающей средой и теплоемкостью калориметра пренебречь.

Количество теплоты, необходимое для нагрева льда, находящегося в калориметре, до температуры t:

Количество теплоты, отдаваемое водой при охлаждении ее до :

Количество теплоты, выделяющееся при отвердевании воды при :

Количество теплоты, вьделяющееся при охлаждении льда, полученного из воды, до температуры t:

Уравнение теплового баланса:

Почему количество теплоты, выделяющееся при отвердевании воды равно Q=Lm (L- лямбда)? Если я не ошибаюсь, то отвердевание это кристаллизация и формула будет Q=-Lm.

Знак не имеет особого значения. Просто нужно писать данное слагаемое в «правильную часть» теплового баланса, то есть правильно указывать, куда переходит данная энергия.

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?

Количество теплоты, полученное при нагреве льда, находящегося в калориметре, до температуры : (1).

Количество теплоты, полученное льдом при его таянии при (2).

Количество теплоты, отданное водой при охлаждении её до (3).

Уравнение теплового баланса: (4).

В калориметре находился 1 кг льда. Какой была температура льда, если после добавления в калориметр 15 г воды, имеющей температуру 20 °С, в калориметре установилось тепловое равновесие при –2 °С? Теплообменом с окружающей средой и теплоемкостью калориметра пренебречь.

Количество теплоты, необходимое для нагревания льда, находящегося в калориметре, до температуры t:

Количество теплоты, отдаваемое водой при охлаждении её до 0 °С:

Количество теплоты, выделяющейся при отвердевании воды при 0 °С:

Количество теплоты, выделяющейся при охлаждении льда, полученного из воды, до температуры t:

Уравнение теплового баланса:

Объединяя формулы (1)—(5), получаем

Почему в уравнении (3) удельная теплота плавления взята с плюсом? Т.к. идёт процесс, обратный плавлению, она должна быть с минусом.

Я бы Вам посоветовал забыть про этот знак минус в формуле, лучше все считать положительным, просто понимать, куда перетекает тепло. Писать тепловой баланс в виде: .

Это полностью эквивалентно балансу в виде

А почему в уравнении (2) , при расчете температуры мы вычитаем 0 , не -2 ?

То что происходит с 15 г воды можно представить в виде трёх процессов: а) вода охлаждается до 0 °С, б) замерзает (превращается в лёд) и в) лёд охлаждается до –2 °С.

Уравнение (2) описывает процесс (а).

В стакан калориметра налили 150 г воды. Начальная температура калориметра и воды 55 °С. В эту воду опустили кусок льда, имевшего температуру 0 °С. После того как наступило тепловое равновесие, температура воды в калориметре стала 5 °С. Определите массу льда. Теплоёмкостью калориметра пренебречь. Удельную теплоту плавления льда принять равной 3,3·10 5 Дж/кг. Ответ приведите в граммах и округлите до целого числа.

Количество теплоты идущее на нагрев вещества, равно где — масса вещества, — удельная теплоёмкость этого вещества, — приращение температуры. Лёд плавится, получившаяся вода нагревается до температуры теплового равновесия исходная вода при температуре в калориметре остыла до температуры запишем уравнение теплового баланса:

Тело массой 800 г, нагретое до температуры 100 °С, опустили в калориметр, содержащий 200 г воды. Начальная температура калориметра и воды равна 30 °С. После установления теплового равновесия температура тела и воды в калориметре 37 °С. Определите удельную теплоёмкость вещества исследуемого тела. Теплоёмкостью калориметра пренебречь. Ответ приведите в джоулях на килограмм на градус Цельсия, округлите до целых.

Количество теплоты идущее на нагрев вещества, равно где — масса вещества, — удельная теплоёмкость этого вещества, — приращение температур. Вода в калориметре нагрелась, тело остыло, запишем уравнение теплового баланса:

Теплоёмкость воды 4190. В справочнике именно это значение. А вы округлили до 4200 и ничего не сказали про это в условии. Если считать исходя из того что 4190, то получается что теплоёмкость вещества тела равна 116,39, а это примерно 116. Ответы расходятся! Еесли округляете теплоёмкость, то пишите об этом в условии.

Источник задачи указан под текстом условия. В инструкции источника в таблице физических величин дана удельная теплоёмкость воды

В условии то об этом не сказано. Тогда хоть делайте сноски в условия!

Источник задачи указан под текстом условия.

Кусок льда, имеющий температуру 0 °С, помещён в калориметр с электронагревателем. Чтобы превратить этот лёд в воду температурой 20 °С, требуется количество теплоты 100 кДж. Какая температура установится внутри калориметра, если лёд получит от нагревателя количество теплоты 75 кДж? Теплоёмкостью калориметра и теплообменом с внешней средой пренебречь.

Чтобы превратить лёд в воду, необходимо затратить энергию на плавление льда и на нагрев получившейся воды: где — удельная теплота плавления льда, — удельная теплоёмкость воды. Найдём массу льда в калориметре:

Проверим, хватит ли 75 кДж теплоты для расплавления такой массы льда:

Следовательно, 75 кДж теплоты недостаточно для расплавления всего имеющегося льда. Таким образом, при получении 75 кДж теплоты от внешней среды в калориметре установится температура 0 °С.

В калориметре находится лёд при температуре −10°С. В него добавляют 50 г воды, имеющей температуру 30°С. После установления теплового равновесия температура содержимого калориметра оказалась равной −2°С. Определите первоначальную массу льда в калориметре. Теплообменом с окружающей средой и теплоёмкостью калориметра пренебречь.

Читайте также: Объем цилиндра находят по формуле v s h где

Количество теплоты, необходимое для нагревания льда, находящегося в калориметре, от температуры до температуры

Количество теплоты, выделяющееся при охлаждении воды от до

Количество теплоты, выделяющееся при отвердевании воды при

Количество теплоты, выделяющееся при охлаждении льда, полученного из воды, от температуры до температуры

Уравнение теплового баланса:

Объединяя полученные уравнения, получаем:

В калориметре находится вода, масса которой 100 г и температура 0 °С. В него добавляют кусок льда, масса которого 20 г и температура –5 °С. Какой будет температура содержимого калориметра после установления в нём теплового равновесия? Ответ приведите в градусах Цельсия.

Система находится в калориметре, следовательно, теплопотерями можно пренебречь. Вся энергия, которая выделяется при замерзании воды, идёт на нагрев льда. Определим сперва, сколько нужно энергии, чтобы нагреть весь лёд до : Теперь определим, сколько энергии выделится, если вся вода замёрзнет: Поскольку вся вода не успеет замёрзнуть, пока лёд нагреется до нуля. Когда температуры сравняются, теплообмен закончится. Таким образом, конечная температура содержимого калориметра равна

Товарищи! Вы заведомо знали что до нуля нагреется лед.

Я все решил и нашел температуру — -0,7 цельсия градусеров.

Вовсе не заведомо. В решении сначала проводится проверка, оценивается, сколько тепла нужно для нагревания льда до температуры плавления. Потом вычисляется, сколько тепла выделится при замерзании воды. Оказывается, что вторая величина больше первой, а значит, весь начальный лед нагреется до , часть воды превратится в лед, а часть по-прежнему останется в жидком состоянии. Когда температуры сравняются, установится тепловое равновесие, дальше температура содержимого калориметра изменяться не будет.

Голову разбил решая, теперь сдам ЕГЭ на 100 баллов! А хотя вы наврное не оставите этот комент, но спасибо не знаю куда писать. Круто, главное что быстро!

А для «спасибо» тут целый раздел заготовлен ?

1) Правильно ли я понял процесс: лед кинули в воду,у которой тут же начался процесс кристаллизации(т.к. она уже находилась при температуре кристаллизации). Через небольшое кол-во времени некая часть теплоты(а именно 210 Дж), которая выделилась при процессе кристаллизации, пойдет на нагрев льда,к-ый после этого станет 0 градусов. И вот тут-то учитывая,что при кристаллизации температура в-ва не изменяется(у воды она 0 градусов) устанавливается тепловой баланс.

2)Что бы было, если Q2 было бы меньше Q1? Невозможно было бы решить задачу?

3)Допустим,что вода замерзла вся до конца. Можно ли вычислить как-то температуру вещества(уже льда) сразу после окончания процесса кристаллизации?

1) Все верно. Часть воды замерзнет, лед нагреется до . Дальше устанавливается тепловое равновесие. Количество льда и воды перестает меняться.

2,3) Два вопроса очень близки, поэтому отвечу сразу. Если окажется, что в точности , это означает, что в конце будет только лед при температуре . То есть пока начальный лед нагреется до этой температуры, вся вода как раз успеет превратится в лед.

Если окажется, что , конечно, задачу решить можно. Просто придется составить тепловой баланс. Теперь в конечном состоянии будет лед при минусовой температуре. Обозначим ее через . Тогда, все тепло, выделяющееся при кристаллизации воды и при охлаждении получившегося куска льда до идет на нагрев первоначального куска льда:

Решив это уравнение, можно найти значение .

Никак не могу понять, почему мы используем в формуле вычисления количества выделившейся энергии при замерзании воды Q2 удельную теплоту плавления льда. Плавление льда равносильно замерзанию воды?

Плавление и кристаллизация — обратные процессы (точно также как кипение и конденсация). Для плавления к телу необходимо подводить тепло, при отвердевании тепло само выделяется. При этом формула для тепла одна и та же: . Просто при составлении теплового баланса нужно учитывать направление теплопередачи.

Тело, нагретое до температуры 100 °С, опустили в калориметр, содержащий 200 г воды. Начальная температура калориметра с водой 23 °С. После установления теплового равновесия температура тела и воды стала равна 30 °С. Определите массу тела, если удельная теплоёмкость вещества, из которого сделано тело, равна 187 Дж/(кг∙К). Теплоёмкостью калориметра пренебречь. Ответ приведите в килограммах с точностью до сотых.

Поскольку теплоёмкостью калориметра можно пренебречь, всё тепло, выделяющееся при остывании тела, идёт на нагрев воды. Составим уравнение теплового баланса: Отсюда находим массу тела:

почему удлельная теплоемкость подставляется в кельвинах,а температупа не переводится в кельвины. если переводить в кельвины, то получается примерно 3,6кг. неправильное же решение!

Все сделано вроде верно. Температуру переводить в Кельвины необходимости нет, так как в формулу входят только изменения температур, а они одинаковы и по шкале Цельсия, и по шкале Кельвина. Что касается удельной теплоемкости: это энергия, необходимая для нагрева 1 килограмма вещества на один градус Цельсия (или Кельвина). Фактически тут тоже стоит изменение в один градус, поэтому можно писать и и

Разве мы можем не учитывать то, что часть воды испарится при опускании тела в воду?

Тело, нагретое до 100 градусов Цельсия не может испарить воду. Оно не может даже нагреть ее до этой температуры.

Для определения удельной теплоемкости вещества тело массой 450 г, нагретое до температуры 100 °С, опустили в калориметр, содержащий 200 г воды. Начальная температура калориметра с водой 23 °С. После установления теплового равновесия температура тела и воды стала равна 30 °С. Определите удельную теплоемкость вещества исследуемого тела. Теплоемкостью калориметра пренебречь. Ответ приведите в джоулях на килограмм на градус Кельвина и округлите до целого.

Поскольку теплоемкостью калориметра можно пренебречь, все тепло, выделяющееся при остывании тела идет на нагрев воды. Составим уравнение теплового баланса: где — искомая теплоемкость. Из этого уравнения для неизвестной теплоемкости имеем: