Home ⇒ 📌Физика ⇒ Задачи и упражнения к главе 4 «Внутренняя энергия»

Задачи и упражнения к главе 4 «Внутренняя энергия»

115. В один стакан налили 100 мл холодной воды, в другой — такое же количество горячей воды. В каком стакане вода обладает большей внутренней энергией?

116. Что происходит с внутренней энергией человека, когда после жара у него восстанавливается нормальная температура? 117.

Почему, если быстро скользить вниз по шесту или канату, можно обжечь руки? 118. При обработке детали напильником и деталь, и напильник нагреваются. Почему?

119. Почему конькобежец легко скользит по льду, в то время как по стеклу, обладающему более гладкой поверхностью,

он скользить не может? 120. Почему метеорит, пролетая через атмосферу Земли, раскаляется? 121.

Ножницы и карандаш, лежащие на столе, имеют одинаковую температуру. Почему же на ощупь ножницы кажутся холоднее карандаша? Решение: Рука человека в обычных условиях имеет большую температуру, чем ножницы и карандаш. Поэтому при контакте руки с этими предметами начинается теплообмен: рука теряет некоторое количество теплоты, а карандаш и ножницы его получают.

Но теплопроводность дерева, из которого изготовлен карандаш, значительно меньше теплопроводности металлических ножниц. Поэтому теплообмен между рукой и карандашом будет осуществляться намного медленнее, чем между рукой и ножницами. Более быстрая теплоотдача в последнем случае и вызывает то ощущение холода, которое возникает, когда мы дотрагиваемся до ножниц. 122. Почему на воздухе при температуре 25 °С человеку жарко, а в воде, имеющей такую же температуру, ему прохладно?

123. Почему глубокий рыхлый снег защищает озимые хлеба от вымерзания? 124. Почему меховые пальто и шапки защищают тело человека и от мороза, и от сильной жары? При какой примерно температуре имеет смысл надевать такую одежду в жару?

125. Ускорится ли таяние мороженого в теплой комнате, если укутать его шубой? 126. Что теплее: три рубашки или рубашка тройной толщины? 127.

Почему в безветрие пламя свечи устанавливается вертикально? 128. Почему подвал — самое холодное место в доме? 129.

В какой одежде летом менее жарко: в белой или темной? Почему? 130.

Почему вспаханное поле сильнее нагревается солнечным излучением, чем зеленый луг? 131. Внутренняя энергия газа была равна 0,03 МДж.

В результате теплообмена она стала равной 38 кДж. Найдите изменение внутренней энергии этого газа. Как изменилась при этом температура газа — повысилась или понизилась?

Чему равно количество теплоты, полученное газом? 132. Чему была равна внутренняя энергия газа, если в результате теплообмена она уменьшилась на 10 кДж и стала равной 0,05 МДж? Как при этом изменилась температура газа — повысилась или понизилась? Какое количество теплоты было получено газом?

133. На сколько изменилась внутренняя энергия газа, если, получив количество теплоты 8 МДж, газ совершил работу 6 Мдж? решение задачи

134. При передаче газу количества теплоты 15 кДж он совершил работу, равную 40 кДж. Чему равно изменение внутренней энергии газа? Охладился газ или нагрелся? 135.

Получив количество теплоты 500 кДж, газ совершил некоторую работу. Какую работу совершил газ, если полное изменение его внутренней энергии составило 200 кДж? 136. Какое количество теплоты было получено газом, если его внутренняя энергия увеличилась на 0,2 МДж и при этом он совершил работу 100 кДж? 137.

Пользуясь таблицей 8, вычислите (устно) количество теплоты, необходимое для нагревания на 1 °С: а) воды массой 2 кг; б) льда массой 2 кг. 138. Пользуясь таблицей 8, вычислите (устно) количество теплоты, выделяющееся при охлаждении на 2 °С: а) воды массой 1 кг; б) льда массой 1 кг.

139. Какое количество теплоты необходимо для нагревания алюминиевой ложки массой 50 г на 50 °С? 140. Какое количество теплоты необходимо для нагревания стальной детали массой 500 г на 20 °С? 141.

Какое количество теплоты выделяется при охлаждении куска льда массой 200 г от 0 до -10 °С? 142. Какое количество теплоты выделяется при охлаждении воды массой 100 г от 90 до 20 °С? 143. Имеется два предмета одинаковой массы и одинаковой температуры: один из свинца, другой из стали.

Какой из них отдаст при охлаждении до одной и той же температуры большее количество теплоты? 144. Имеется два предмета одинаковой массы и одинаковой температуры: один из меди, другой из алюминия. Какой из них нагреется до большей температуры при передаче им одинакового количества теплоты? 145.

Вынутые из кипятка цилиндры из свинца и меди массой 1 кг каждый поместили на лед. Под каким из них растает больше льда? Какая из лунок (рис. 102) образовалась под свинцовым цилиндром, какая — под медным?

сравнение теплоемкостей 146. Вынутые из кипятка цилиндры из стали и алюминия одинаковой массы поместили на парафин. Под каким из них расплавится больше парафина? Какая из лунок (рис.

103) образовалась под стальным цилиндром, какая — под алюминиевым? 147. В каком случае 1 кг свинца нагреется сильнее: когда его температуру повысят на 10 °С или когда ему сообщат количество теплоты 10 Дж?

148. В каком случае 1 г свинца нагреется сильнее: когда его температуру повысят на 5 °С или когда ему сообщат количество теплоты 5 Дж? 149. В железный котел массой 10 кг налита вода массой 20 кг.

Какое количество теплоты нужно передать котлу с водой для изменения их температуры от 10 до 100 °С? решение задачи 150. Какое количество теплоты необходимо для нагревания от 20 до 100 °С алюминиевой кастрюли массой 800 г с водой, масса которой 5 кг?

151. В ведро налита вода массой 5 кг, температура которой 9 °С. Сколько кипятку нужно долить в ведро, чтобы температура воды стала равной 30 °С? Тепловыми потерями пренебречь.

решение задачи 152. Металлический цилиндр массой 200 г нагрели в кипятке до 100 °С и затем опустили в воду массой 400 г, имеющую температуру 22 °С.

Через некоторое время температура воды и цилиндра стала равной 25 °С. Чему равна удельная теплоемкость металла, из которого изготовлен цилиндр? Тепловыми потерями пренебречь.


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (1 votes, average: 5,00 out of 5)

Related posts:

  1. Применение первого закона термодинамики к газовым процессам 1. Изопроцессы и адиабатный процесс Напомним, что согласно первому закону термодинамики количество теплоты Q, переданное газу, связано с изменением внутренней энергии газа ∆U и работой газа Aг соотношением Q = ∆U + Aг. (1) Часто требуется применять первый закон термодинамики к газовым процессам, представляющим собой последовательность изопроцессов (иногда добавляется еще адиабатный процесс). Рассмотрим, как находить […]...

  2. Газовые процессы 1. Изобарный процесс (при постоянном давлении) Экспериментальное изучение газов начнем с процессов, в которых один из трех макропараметров данной массы газа (давление p, объем V или температура T) не изменяется. Такие процессы называют изопроцессами. (От греческого слова «изос» — равный). Рассмотрим сначала процесс, который происходит при постоянном давлении. Его называют изобарным. (От греческого слова «изос» […]...

  3. Применение уравнения теплового баланса 1. Первый закон термодинамики и уравнение теплового баланса До сих пор мы рассматривали первый закон термодинамики применительно к газам. Отличительной особенностью газа является то, что его объем может значительно изменяться. Поэтому согласно первому закону термодинамики переданное газу количество теплоты Q равно сумме совершенной газом работы и изменения его внутренней энергии: Q = ∆U + Aг. […]...

  4. Первый закон термодинамики 1. Внутренняя энергия газа Из курса физики основной школы вы знаете, что сумму кинетической энергии хаотического движения частиц и потенциальной энергии их взаимодействия называют внутренней энергией. Внутренняя энергия U данной массы одноатомного идеального газа равна произведению средней кинетической энергии одной молекулы на число молекул N: U = N. ? 1. Объясните, почему внутренняя энергия U […]...

  5. Уравнение состояния идеального газа 1. Закон Авогадро Из уравнения Клапейрона (см. предыдущий параграф) следует, что в процессах, происходящих с данной массой газа, произведение давления газа p на его объем V, деленное на абсолютную температуру T газа, постоянно: (pV)/T = const. Однако если масса газа в процессе изменилось, то значение выражения (pV)/T тоже изменится! Это очень легко проверить. Поставим опыт […]...

  6. Тепловые двигатели. Второй закон термодинамики 1. Принцип действия и основные элементы теплового двигателя В курсе физики основной школы вы уже познакомились с различными видами тепловых двигателей и их устройством. Тепловые двигатели сыграли большую роль в истории человечества и сохраняют огромное значение сегодня. Они движут автомобили, вращают турбины тепловых электростанций, разгоняют космические корабли. Принцип действия теплового двигателя Тепловые двигатели названы так […]...

  7. Задачи и упражнения к главе 5 «Изменение агрегатных состояний вещества» 153. Можно ли в цинковом сосуде расплавить алюминий? Почему? 154. Можно ли в медном сосуде расплавить золото? Почему? 155. Тающий лед принесли в помещение, температура воздуха в котором 0 °С. Будет ли лед в этом помещении продолжать таять? 156. В воду, имеющую температуру 0 °С, бросили кусок льда той же температуры. Будет ли лед таять […]...

  8. Абсолютная температура и средняя кинетическая энергия молекул 1. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории Идеальный газ. Если потенциальной энергией взаимодействия молекул в газе можно пренебречь по сравнению с кинетической энергией их хаотического движения, то можно считать, что вся внутренняя энергия газа — это сумма кинетических энергий его молекул. Такую упрощенную модель реального газа называют идеальным газом. Молекулярно-кинетическая теория идеального газа объясняет свойства газов, рассмотренные […]...

  9. Применение уравнения состояния идеального газа 1. Учет гидростатического давления Сжатие воздуха в сосуде, погруженном в воду Рассмотрим следующую ситуацию. Пустую открытую стеклянную бутылку опускают в воду на глубину h. ? 1. Объясните, почему при погружении бутылки дном вниз воздух из нее выходит пузырьками и бутылка наполняется водой (рис. 46.1). ? 2. Почему при этом бутылка сразу тонет? ? 3. Объясните, […]...

  10. Количество теплоты Изменить внутреннюю энергию газа в цилиндре можно не только совершая работу, но и нагревая газ (рис. 43). Если закрепить поршень, то объем газа не будет изменяться, но температура, а следовательно, и внутренняя энергия будут возрастать. Процесс передачи энергии от одного тела к другому без совершения работы называют теплообменом или теплопередачей. Энергию, переданную телу в результате […]...

  11. Температура и теплота В старину на Руси сведения о погоде записывали так: «1657 год, Генваря, 30-го дня, пяток. День был до обеда холоден и ведрен, а после обеда оттепелен, в ночи было ветрено». В то время еще не было термометров. Если требовалось отметить температуру воздуха в зимний день, то записывали так: «Мороз мал» или «Мороз лютый». Первые термометры […]...

  12. Применение уравнения состояния идеального газа к различным процессам С помощью уравнения состояния идеального газа можно исследовать процессы, в которых масса и один из трех параметров — P, V или T — остаются неизменными. Количественные зависимости между двумя параметрами газа при фиксированном значении третьего параметра называют Газовыми законами. Процессы, протекающие при неизменном значении одного из параметров, называют Изопроцессами. (От греческого слова «изос» — равный.) […]...

  13. Задачи и упражнения к главе 2 «Динамика» 37. При вращении точильного камня все его частицы движутся вместе с ним по окружности. Но как только какая-нибудь частичка отрывается от камня, она начинает двигаться по прямой линии (см. рис. 8). Почему? 38. Почему споткнувшийся человек падает вперед? 39. Может ли тело двигаться в сторону, противоположную направлению действия силы? Что при этом будет происходить с […]...

  14. Контрольная работа по теме: Основы термодинамики Цель урока: проконтролировать знания и умения учащихся, приобретенные ими при изучении данной темы. Ход урока Организационный момент. Выполнение контрольной работы. Вариант – 1 (уровень – 1) 1. При передаче газу количества теплоты 2·104 Дж он совершил работу равную 5·104 Дж. Вычислить на сколько изменилась внутренняя энергия газа. Что при этом произошло с газом? (Нагрелся или […]...

  15. Расчет количества теплоты, необходимого для нагревания тела и выделяемого им при охлаждении Чтобы научиться рассчитывать количество теплоты, которое необходимо для нагревания тела, установим сначала, от каких величин оно зависит. Из предыдущего параграфа мы уже знаем, что это количество теплоты зависит от рода вещества, из которого состоит тело (т. е. его удельной теплоемкости): Q зависит от C. Но это еще не все. Если мы хотим подогреть воду в […]...

  16. Количество теплоты, необходимое для плавления тела и выделяющееся при его кристаллизации В процессе плавления температура вещества не изменяется Вся получаемая им энергия при этом тратится на разрушение кристаллической решетки и увеличение потенциальной энергии молекул тела. Изучая на опыте плавление различных веществ одной и той же массы, можно заметить, что для превращения их в жидкость требуется разное количество теплоты. Например, для того чтобы расплавить 1 кг льда, […]...

  17. Температура При изучении механики нас интересовало движение тел. Теперь мы рассмотрим явления, связанные с изменением свойств покоящихся тел. Мы будем изучать нагревание и охлаждение воздуха, таяние льда, плавление металлов, кипение воды и т. д. Подобные явления называют тепловыми явлениями. Мы знаем, что при нагревании холодная вода сначала становится теплой, а затем горячей. Вынутая из пламени металлическая […]...

  18. Закон сохранения внутренней энергии и уравнение теплового баланса Согласно уравнению (33.3), изменение внутренней энергии системы равно сумме работы внешних сил и количества теплоты, полученного системой: ΔU = A + Q. Из этого уравнения следует, что если систему тел изолировать от внешних воздействий, то ее внутренняя энергия будет оставаться неизменной, несмотря ни на какие процессы, происходящие внутри системы. Действительно, в этом случае А = […]...

  19. Работа в термодинамике Работа в механике и термодинамике. В механике работа определяется как произведение модулей силы и перемещения, умноженное на косинус угла между ними. Работа совершается при действии силы на движущееся тело и равна изменению кинетической энергии тела. В термодинамике движение тела как целого не рассматривается и речь идет о перемещении частей макроскопического тела друг относительно друга. В […]...

  20. Способы изменения внутренней энергии Внутренняя энергия тела зависит от средней кинетической энергии его молекул, а эта энергия, в свою очередь, зависит от температуры. Поэтому, изменяя температуру тела, мы изменяем и его внутреннюю энергию. При нагревании тела его внутренняя энергия увеличивается, при охлаждении уменьшается. Проделаем опыт. Укрепим на подставке тонкостенную латунную трубку. Нальем в нее немного эфира и плотно закроем […]...

  21. Работа и мощность тока 1. Работа тока. Закон Джоуля-Ленца Работа тока Работу электрического поля по перемещению свободных зарядов в проводнике называют работой тока. При перемещении заряда q вдоль проводника поле совершает работу A = qU (см. § 53), где U — разность потенциалов на концах проводника. Поскольку q = It, работу тока можно записать в виде A = UIt. […]...

  22. Удельная теплоемкость Проделаем опыт. Возьмем два одинаковых сосуда и, налив в один из них воду массой 400 г, а в другой — растительное масло массой 400 г, начнем их нагревать с помощью одинаковых горелок (рис. 74). Наблюдая за показаниями термометров, мы увидим, что масло нагревается быстрее. Чтобы нагреть воду и масло до одной и той же температуры, […]...

  23. Применение первого закона термодинамики к различным процессам С помощью первого закона термодинамики можно делать важные заключения о характере протекающих процессов. Рассмотрим различные процессы, при которых одна из физических величин остается неизменной (изопроцессы). Пусть система представляет собой идеальный газ. Это самый простой случай. Изохорный процесс. При изохорном процессе объем не меняется и поэтому работа газа равна нулю. Изменение энергии согласно уравнению (4.11) равно […]...

  24. Разрывы и столкновения 1. Разрыв летящего снаряда В этом параграфе мы будем предполагать, что сопротивлением воздуха можно пренебречь. ? 1. Выпущенный вертикально вверх снаряд разорвался в верхней точке траектории на два осколка массой m1 и m2 (рис. 32.1). Чему равно отношение скоростей осколков после разрыва? (Под скоростями до и после разрыва или столкновения здесь и далее мы понимаем […]...

  25. Давление газа Мы знаем, что газы в отличие от твердых тел и жидкостей заполняют весь сосуд, в котором они находятся (например, стальной баллон для хранения газов, камеру автомобильной шины и т. д.). При этом газ оказывает давление на стенки, дно и крышку баллона или камеры, в которых он находится. Чем обусловлено это давление? Молекулы газа беспорядочно движутся. […]...

  26. Уравнение состояния идеального газа Уравнение состояния. Мы детально рассмотрели поведение идеального газа с точки зрения молекулярно-кинетической теории. Была определена зависимость давления газа от концентрации его молекул и температуры (формула 2.10). На основе этой зависимости можно получить уравнение, связывающее все три макроскопических параметра P, V и T, характеризующие состояние данной массы достаточно разреженного газа. Это уравнение называют уравнением состояния идеального […]...

  27. Решение задач по термодинамике Цель урока: продолжить формирование умения выполнять термодинамическое описание процессов: вычисление работы, количества теплоты, внутренней энергии и других параметров системы, развивать навыки самостоятельно мыслить, решать задачи разными способами. Ход урока Проверка домашнего задания методом выполнения тестового задания Вариант – 1 1. Внутренняя масса реального газа… А) Не зависит ни от температуры, ни от объема. Б) Не […]...

  28. Кинетическая энергия Из первых параграфов этой главы следует, что если суммарная работа сил, действующих на тело, положительна, то скорость тела относительно инерциальной системы отсчета увеличивается. Напротив, если эта работа отрицательна, то скорость тела уменьшается. Таким образом, изменение скорости движения тела и работа, совершенная над этим телом, связаны. Найдем эту связь. Пусть на гладкой горизонтальной плоскости в точке […]...

  29. План-конспект урока по физике. Тема: Внутренняя энергия Цель урока: сформировать представление о внутренней энергии тела как функции состояния тела, установить зависимость внутренней энергии идеального газа от макроскопических параметров, продолжить формирование умения применять полученные знания при решении задач. Ход урока Изучение нового материала 1. Знакомство с целями и задачами термодинамики, изучающей тепловые процессы без учета молекулярного строения тел. 2. Законы термодинамики были записаны […]...

  30. Внутренняя энергия В механике различают два вида энергии: кинетическую и потенциальную. Но когда говорят об этих видах энергии, то обычно приводят примеры крупных, заметных глазу тел: движущегося поезда, летящего футбольного мяча, поднятого камня. Привыкнув связывать представление об энергии с подобными примерами, довольно трудно бывает перейти к явлениям в мире микрочастиц. Однако движение происходит и во внутреннем мире […]...

  31. Насыщенный пар 1. Испарение и конденсация Как вы знаете, жидкости испаряются, то есть превращаются в пар. Например, лужи после дождя высыхают. Испарение жидкости обусловлено тем, что некоторые ее молекулы благодаря толчкам своих «соседей» приобретают кинетическую энергию, достаточную для того, чтобы вырваться из жидкости. В результате испарения над поверхностью жидкости всегда находится пар, Это газообразное состояние вещества. Водяной […]...

  32. Измерение температуры Термометры. Для измерения температуры можно воспользоваться изменением любой макроскопической величины в зависимости от температуры: объема, давления, электрического сопротивления и т. д. Чаще всего на практике используют зависимость объема жидкости (ртути или спирта) от изменения температуры. При градуировке термометра обычно за начало отсчета (0) принимают температуру тающего льда; второй постоянной точкой (100) считают температуру кипения воды […]...

  33. Кипение В отличие от испарения, которое происходит при любой температуре жидкости, другой вид парообразования — кипение — возможен лишь при совершенно определенной (при данном давлении) температуре — температуре кипения. Пронаблюдаем это явление на опыте. Начнем нагревать воду в открытом стеклянном сосуде, периодически измеряя ее температуру. Через некоторое время мы увидим, как дно и стенки сосуда покроются […]...

  34. М. Ю. Лермонтов «Герой нашего времени» Во всякой книге предисловие есть первая и вместе с тем последняя вещь; оно или служит объяснением цели сочинения, или оправданием и ответом на критики. Но обыкновенно читателям дела нет до нравственной цели и до журнальных нападок, и потому они не читают предисловий. А жаль, что это так, особенно у нас. Наша публика так еще молода […]...

  35. Движение системы тел 1. Гладкая горка и шайба Горка с одной вершиной Пусть на гладком столе покоится гладкая горка массой M и высотой H (рис. 34.1). На нее налетает со скоростью 0 шайба массой m. Двигаясь по горке, шайба не отрывается от нее. Возможны три варианта развития событий. 1) Шайба не достигнет вершины горки и соскользнет по тому […]...

  36. Движение системы тел. Учет трения со стороны внешних тел 1. Движение тел в одном направлении Движение поезда Пусть поезд едет с постоянной скоростью по горизонтальной дороге. При этом вертикальные силы, действующие на любой из вагонов и на локомотив (сила тяжести и сила нормальной реакции), уравновешивают друг друга. (Тепловоз или электровоз, который тянет поезд.) Рассмотрим горизонтально направленные силы. Начнем с последнего вагона (рис. 23.1). На […]...

  37. Влажность воздуха 1. Относительная влажность На Земле много открытых водоемов, с поверхности которых испаряется вода: океаны и моря занимают около 80 % поверхности Земли. Поэтому в воздухе всегда есть водяной пар. Он легче воздуха, потому что молярная масса воды (18 * 10-3 кг моль-1) меньше молярной массы азота и кислорода, из которых в основном состоит воздух. Поэтому […]...

  38. Количество теплоты, необходимое для парообразования и выделяющееся при конденсации Если, добившись кипения воды в сосуде, выключить под ним нагреватель (см. рис. 82), кипение воды быстро прекратится. Температура воды начнет понижаться, и через некоторое время она станет такой же, как у окружающего воздуха. Для того чтобы вода не переставала кипеть, ее температура должна поддерживаться неизменной. А для этого вода должна непрерывно получать достаточное количество теплоты. […]...

  39. Движение системы связанных тел без учета трения 1. Движение тел в одном направлении Пусть по гладкому столу под действием горизонтальной силы движутся бруски массой m1 и m2 связанные легкой нерастяжимой нитью (рис. 22.1). ? 1. Используя рисунок 22.1, объясните смысл следующих уравнений: Указание на то, что нить легкая, означает, что массой нити можно пренебречь. В таком случае равнодействующую приложенных к нити сил […]...

  40. Плавление и отвердевание кристаллических тел Чтобы расплавить твердое кристаллическое тело, ему необходимо передать некоторое количество теплоты. Проделаем опыт. Наполним коническую колбу мелкими кусочками льда. Вставив в нее термометр и закрыв колбу пробкой, начнем ее нагревать (рис. 78). Мы увидим, что ни при -15 °С, ни при -10 °С, ни при -5 °С со льдом ничего особенного происходить не будет: он […]...

Задачи и упражнения к главе 4 «Внутренняя энергия»
«
»