Параграф 15 ГДЗ Перышкин Иванов 8 класс (Физика)

Энергия топлива идет на разрушение кристаллической решетки.
2. Что показывает удельная теплота плавления?
Удельной теплотой плавления называется физическая величина характеризующая количество теплоты необходимое для превращения 1кг вещества из твердого состояния в жидкое при температуре плавления.
3. Какова единица удельной теплоты плавления?
Джоуль на килограмм.
4. Как рассчитать количество теплоты, необходимое для плавления тела или выделившееся при кристаллизации тела, взятого при температуре плавления?
Количество теплоты, необходимое для плавления вычисляется по формуле
Обсуди с товарищами.
1. Чтобы лёд в тёплой комнате быстрее растаял, мальчик укутал его ватой. Правильно ли он поступил?
Если накрыть лед ватой в теплой комнате, таяние будет намного медленнее, вата обладает плохой теплопроводностью, следовательно, теплообмен замедлится.
2. Что будет дольше плавиться — лёд или сталь, взятые при температуре плавления, если их массы и количества теплоты, подводимые в единицу времени, одинаковы?
Ответ: сталь. Температура плавления стали выше.
3. Как изменилась бы ситуация с весенними наводками, если бы удельная теплота плавления льда стала бы такой же, как у свинца?
На плавление свинца уходит меньше времени, так как удельная теплота плавления свинца меньше, чем у льда.
Задание.
1. Придумайте несколько задач, используя данные таблиц 3 и 4. Обменяйтесь с товарищем условиями задач и решите их.
Решение:
Q= лямбда*m=117000* 2= 234 кДж
Ответ: 234 кДж
2. Возьмите кусочек олова и расплющите его молотком до толщины бумаги. Проткните полученную пластинку спицей и поместите в пламя свечи. Расплавьте пластинку. Опыты проводите в присутствии взрослых.
Удастся ли в пламени свечи (температура 600—1300 °С) расплавить свинец; железо?
Олово, да, можно расплавить на свече. Температура плавления олова намного ниже, то есть ему необходимо передать меньшее количество теплоты, чтобы нагреть до температуры кипения.
Упражнение 14
1. Явление обледенения самолёта возникает, когда он пролетает область с переохлаждёнными капельками воды. Объясните, почему в этом случае образуется корка льда на корпусе самолёта.
Обледенение самолета происходит в переохлажденных водяных облаках или в смешанных облаках, при температурах от 0 до 10°С. При соприкосновении с самолетом капли замерзают, что приводит к ледяной коре на самолете.
2. Лёд внесли с улицы в подвал, температура воздуха в котором О °С. Будет ли таять лёд в подвале?
Не будет, так как нет разности температур и теплота, необходимая для плавления, не будет поступать ко льду.
3. Замерзнёт ли вся вода массой 100 г, предварительно охлаждённая до температуры 0 °С, если она передаст окружающим телам количество теплоты 35 кДж?
Решение:
QB= Qф= ?B•m
34•103=3.4•105•0.1
34•103=34•103
Ответ: вся вода замерзнет
4. Алюминиевая и стальная детали, массы которых равны но 1 кг, нагреты до их температур плавления. Для плавления какой детали потребуется больше энергии? Во сколько раз?
Решение:
Q_1/Q_2 =(m_1 ?_1)/(m_2 ?_2 )=1*3.8*10^5/1*0.82*10^5 =4.6
Для плавления алюминиевой детали потребуется энергии в 4.6 раза больше, чем стальной.
5. На сколько возрастёт внутренняя энергия куска олова массой 200 г, взятого при температуре 232 °С, если его полностью расплавить?
Решение:
?U=Q=лямбда*m=0.59*10^5*0.2=11800 Дж
Ответ: 11800 Дж
6. При ювелирных работах необходимо плавить серебро. Рассчитайте количество теплоты, которое выделится при охлаждении и кристаллизации предварительно расплавленного серебра, взятого при температуре 1000 °С. Масса серебра 100 г.
Решение:
Q1= ссер*m*(t-t1)=250*0.1*(1000-962)=950 Дж
Q2= лямбда*m=0,1*0,877*10^5 = 8770 Дж
Q=Q1+Q2=9720 Дж=9,72кДж
Ответ: 9,72 кДж
7*. Определите количество теплоты, которое потребуется для обращения в воду льда массой 3 кг, взятого при 0 °С. Проведите расчёты для случаев: а) потерями энергии пренебречь; б) потери энергии составляют 20% . Почему результаты различаются?
Решение:
Потерями энергии пренебречь
Q= лямбда*m=34*104 *3 = 1020000 Дж = 1020кДж
Потери энергии 20%
Q1= лямбда*m=34*104* 3 = 1020000 Дж = 1020кДж
Q = Q1+20% = 1020+24=1224 кДж
Ответ: 1020кДж, 1224 кДж

Вопросы

1. Энергия топлива идёт на разрушение кристаллической решётки.

2. Удельная теплота плавления — это физическая величина, показывающая, какое количество теплоты необходимо, чтобы превратить $$1\ \text{кг}$$ вещества из твёрдого состояния в жидкое при температуре плавления.

3. Единица удельной теплоты плавления — $$\text{Дж/кг}$$.

4. Количество теплоты, необходимое для плавления тела или выделяющееся при кристаллизации, вычисляют по формуле $$Q=\lambda m$$.

Обсуди с товарищами

1. Нет, он поступил неправильно. Вата — плохой проводник тепла, поэтому она замедлит поступление теплоты к льду, и таяние будет идти медленнее.

2. Дольше будет плавиться сталь. У неё выше температура плавления, значит, чтобы расплавить сталь, нужно подводить тепло дольше.

3. Весенние наводки были бы значительно меньше. Если бы удельная теплота плавления льда была такой же, как у свинца, на таяние снега и льда требовалось бы гораздо меньше теплоты, и снег таял бы быстрее.

Задание 1

Например, для плавления $$2\ \text{кг}$$ вещества с удельной теплотой плавления $$117000\ \text{Дж/кг}$$:

$$Q=\lambda m$$
$$Q=117000\cdot 2=234000\ \text{Дж}=234\ \text{кДж}$$

Ответ: $$234\ \text{кДж}$$.

Задание 2

Олово можно расплавить в пламени свечи, так как его температура плавления невысока. Свинец тоже можно расплавить, если пламя достаточно горячее. Железо расплавить в пламени свечи нельзя, потому что его температура плавления намного выше температуры пламени.

Упражнение 14

1. Переохлаждённые капли воды, соприкасаясь с корпусом самолёта, быстро замерзают. Постепенно на поверхности образуется корка льда.

2. Нет, лёд таять не будет. При температуре воздуха $$0^\circ\text{C}$$ тепло к льду не поступает, а для плавления нужна теплота.

3. Проверим, хватит ли теплоты для плавления всей воды:

$$Q=\lambda m$$
$$Q=3{,}4\cdot 10^5\cdot 0{,}1=3{,}4\cdot 10^4\ \text{Дж}=34\ \text{кДж}$$

Так как $$35\ \text{кДж} > 34\ \text{кДж}$$, вся вода сначала расплавится, а оставшаяся теплота пойдёт на нагрев получившейся воды.

Ответ: вся вода замёрзнет.

4. Для плавления алюминиевой детали потребуется больше энергии, так как у алюминия удельная теплота плавления больше:

$$\frac{Q_1}{Q_2}=\frac{m_1\lambda_1}{m_2\lambda_2}=\frac{1\cdot 3{,}8\cdot 10^5}{1\cdot 0{,}82\cdot 10^5}\approx 4{,}6$$

Ответ: алюминиевой детали — в $$4{,}6$$ раза больше.

5. При плавлении внутренняя энергия олова увеличится на величину теплоты плавления:

$$\Delta U=Q=\lambda m$$
$$\Delta U=0{,}59\cdot 10^5\cdot 0{,}2=11800\ \text{Дж}$$

Ответ: $$11800\ \text{Дж}$$.

6. При охлаждении расплавленного серебра выделится теплота на охлаждение до температуры кристаллизации и на саму кристаллизацию:

$$Q_1=cm\Delta t$$
$$Q_1=250\cdot 0{,}1\cdot (1000-962)=950\ \text{Дж}$$

$$Q_2=\lambda m$$
$$Q_2=0{,}877\cdot 10^5\cdot 0{,}1=8770\ \text{Дж}$$

$$Q=Q_1+Q_2=950+8770=9720\ \text{Дж}=9{,}72\ \text{кДж}$$

Ответ: $$9{,}72\ \text{кДж}$$.

7. Для обращения льда в воду массой $$3\ \text{кг}$$:

а) Без потерь энергии:

$$Q=\lambda m$$
$$Q=3{,}4\cdot 10^5\cdot 3=1{,}02\cdot 10^6\ \text{Дж}=1020\ \text{кДж}$$

б) При потерях энергии 20%:

$$Q=\frac{Q_0}{0{,}8}=\frac{1020}{0{,}8}=1275\ \text{кДж}$$

Результаты различаются потому, что при наличии потерь часть теплоты уходит на нагрев окружающих тел, и для плавления льда требуется больше энергии.

Ответ: $$1020\ \text{кДж}$$; $$1275\ \text{кДж}$$.