Главная | Обратная связь

Пароутворення та конденсація

1.45. Чому температура води. Що довго перебувала у відкритій склянці. Трохи нижча за температуру повітря в кімнаті?

1.46. Яка вода швидше погасить вогонь: холодна чи гаряча? Відповідь обґрунтуйте.

1.47. Чому «термоси» для зберігання рідкого азоту (посудини Дьюара) не закривають герметично, а залишають зверху відкритими?

1.48. Питома теплота пароутворення води значно більша, ніж питома теплота пароутворення ефіру. Чому ж, якщо змочити руку ефіром, виникає набагато сильніше відчуття холоду, ніж якщо змочити руку водою?

1.49. Чому у вологому повітрі важче переносити спеку, ніж у сухому?

1.50. Чому сухі дрова тріщать під час горіння?

1.51. Чому сухі дрова горять краще, ніж мокрі?

1.52. Відомо, що надмірне випаровування води з ґрунту призводить до його висихання; зниження врожайності. Проте без випаровування не можливо уявити собі розвиток рослин. Чому?

1.53. При швидкісному різанні металів різці охолоджують струменем розпиленої рідини. Чому такий спосіб ефективніший, ніж поливання водою?

2. Рівняння теплового балансу.

2.1.В посудині змішують 1 л спирту при температурі 20ºС та 1 л води при температурі 15ºС. Визначити кількість теплоти потрібну для нагрівання суміші до 18ºС. (8750 Дж)

2.2.На скільки градусів нагрілася б алюмінієва ложка масою 35 г, якби на її нагрівання витратили всю теплоту, що виділилась внаслідок охолодження 15 г води від 69ºС до 20 ºС? (100 ºС)

2.3.У ванну налили 80 л води при температурі 10ºС. Скільки кг води при температурі 100ºС треба долити у ванну, щоб суміш мала температуру 25ºС?

(16 кг)

2.4.В якому співвідношенні треба змішати дві маси води, температури яких становлять відповідно 50ºС і 0ºС, щоб суміш мала температуру 20ºС? (2:3)

2.5.Змішали 0,4 м³ води при температурі 20ºС і 0,1 м³ води при температурі 70ºС. Яку температуру матиме суміш? (30ºС)

2.6. Для ванни треба приготувати 110 л води при 36ºС. У газовій колонці температура води 66ºС, а з водопроводу тече вода при 11ºС. Скільки (м³) гарячої і холодної води треба взяти для приготування ванни? (0,05 м³ і 0,06 м³)

2.7.За графіком залежності температури тіла від кількості отриманої тілом теплоти знайти питому теплоємність речовини, якщо маса тіла дорівнює 22 кг. (230 Дж/(кг×К))

2.8.В батарею водяного опалення вода надходить при температурі 80°С по трубі перерізом 500 мм² зі швидкістю 1,2 см/с, а виходить з батареї, маючи температуру 25°С. Скільки тепла отримує приміщення за добу? (120·10⁶ Дж)

2.9.У калориметрі змішують 5 рідин,які хімічно не взаємодіють, у кількостях 1 кг, 2 кг, 3 кг , 4 кг, 2 кг, що мають відповідно температури, 40ºС, 60ºС, 70ºС, 80ºС, 90ºС і питомі теплоємності 3,9 кДж/(кг·К), 4,2 кДж/(кг·К), 2,4кДж/(кг·К), 2,1 кДж/(кг·К), 0,1 кДж/(кг·К). Визначити температуру суміші. (66ºС)

2.10.У посудині змішують три рідини, що хімічно не взаємодіють між собою. Маси рідин дорівнюють 1 кг, 10 кг і 5 кг, їх температури – 6°С, -40°С і 60°С, питомі теплоємності – 2 кДж/(кг×К), 4 кДж/(кг×К) і 2 кДж/(кг×К), відповідно. Визначити температуру суміші і кількість теплоти, необхідну для нагрівання суміші до 6°С. Рідини не кристалізуються. (-19°С; 1,3·10⁶ Дж)

2.11.Визначте відношення мас води та спирту в суміші, якщо питома теплоємність цієї суміші 3000 кДж/(кг·К).

2.12.Визначте відношення об’ємів води та спирту в суміші, якщо питома теплоємність цієї суміші 3000 кДж/(кг·К).

2.13.До якої температури нагрілася під час роботи сталева фреза масою 1 кг, якщо внаслідок занурення її в калориметр, температура 1 л води в ньому підвищилася від 18ºС до 40ºС? (240ºС)

2.14.Виконали такий дослід: у латунний калориметр масою 200 г влили 400 г води при температурі 17ºС та вкинули 600 г срібла при температурі 85ºС. Вода нагрілася до температури 22ºС. Визначити за результатами цього досліду питому теплоємність срібла. (230 Дж/(кг·К))

2.15.У калориметрі теплоємністю 60 Дж/К знаходиться 250 г машинного масла при температурі 12ºС. Після опускання у нього мідного тіла масою 500 г з температурою 100ºС встановлюється температура 34ºС. Визначити за цими даними питому теплоємність машинного масла. (2100 Дж/(кг·К))

2.16.У склянку масою 120 г з температурою 16ºС налили 200 г води при температурі 80ºС. Яка кількість теплоти була передана склянці? (5700 Дж)

2.17.У мідному калориметрі масою 200 г міститься 150 г води при температурі 18°С. У калориметр опускають залізний циліндр масою 100 г, нагрітий до 50°С. Яку рівноважну температуру буде мати вода? (20°С)

2.18.Сталевий виріб масою 1 кг було нагріто до температури 950°С, а потім з метою гартування занурено у ванну, заповнену рідиною масою 50 кг з температурою 16°С. Яку рівноважну температуру буде мати виріб і рідина у ванні? Питома теплоємність рідини 4100 Дж/(кг×К). (18°С)

2.19.Маємо дві теплонепроникні посудини. В першій з них знаходиться 5 л води при температурі 35°С, в другій – 1 л води при температурі 20°С. Спочатку частину води перелили з першої посудини в другу. Потім, після встановлення в другій посудині теплової рівноваги, із неї в першу посудину перелили стільки води, щоб її об’єми в посудинах стали рівними початковим. Внаслідок цього температура води в першій посудині стала 34°С. Скільки води переливали з першої посудини у другу першого разу? (0,5·10^{-3 м3})

2.20.Коли у воду, що має температуру 10^оС вкинули тіло, нагріте до 100^оС, через деякий час встановилася загальна температура 40^оС. Якою стане температура води, якщо не виймаючи першого тіла, у воду опустити ще одне таке ж саме тіло, нагріте до 100ºС? (55ºС)

2.21.У калориметр наливають ложку гарячої води. При цьому його температура підвищилася на 5,0ºС. Після того, як у калориметр долили ще ложку води, температура зросла ще на 3,0ºС. На скільки градусів підвищиться температура калориметра, якщо в нього долити ще 45 ложок гарячої води? Теплообміном з оточуючим середовищем знехтувати. (10,8°С)

2.22.Для вимірювання температури води, об’єм якої 250 см³, в неї опустили термометр. Він показав температуру 78ºС. Визначити початкову температуру води, якщо до занурення у воду він показував температуру приміщення 20ºС? Теплоємність термометра 18 Дж/К. (79ºС)

2.23.У калориметрі теплоємністю 42 Дж/К знаходилося 230 г води при температурі 15ºС. У калориметр поклали свинець і алюміній загальною масою 0,15 кг нагріті до температури 100ºС. Внаслідок цього температура води піднялася до 20ºС. Визначити маси свинцю і алюмінію. (0,092 кг і 0,046 кг)

2.24.Калориметр теплоємністю 120 Дж/К має температуру 18ºС. Туди вливають 300г води при температурі 5ºС та кидають кусок заліза масою 200 г при температурі 80ºС. Якою буде температура теплової рівноваги системи після надання їй 20 кДж теплоти? (24ºС)

2.25.Латунний калориметр, маса якого 0,2 кг, містить 0,4 кг аніліну при температурі 10ºС. У калориметр долили 0,4 кг аніліну, нагрітого до температури 31ºС. Знайти питому теплоємність аніліну, якщо після перемішування встановилася температура 20ºС. (2 кДж/(кг·К)

2.26.В дві однакові посудини, що містили воду (в одній маса води 0,1 кг при температурі 45ºС, а в іншій маса води 0,5 кг при температурі 24ºС), налили порівну ртуть. Після встановлення теплової рівноваги в обох посудинах виявилося, що температури води в них одна і таж і рівна 17ºС. Визначити теплоємність посудин. (140 Дж/К)

2.27.У склянку масою 120 г, що має температуру 20ºС влили 200 г окропу. Через 5 хв температура склянки з водою дорівнювала 40ºС. Припускаючи, що втрати теплоти відбувалися рівномірно, знайти, яка кількість теплоти втрачалася кожної секунди. (160 Дж)

2.28.На нагрівання сталевого бруска, розміри якого при температурі 0ºС становили 60 см × 20 см × 5 см, витрачено 1680 кДж теплоти. На скільки збільшився об’єм бруска? (1,7·10^{-5 м3})

2.29.Яка кількість теплоти потрібна для того, щоб мідний стрижень площею поперечного перерізу 2 см² видовжився від нагрівання на 0,1 мм? Довжина стрижня при 0ºС дорівнює 9,9 см. (4·10³ Дж)

2.30.Яку кількість теплоти необхідно надати ртуті щоб збільшити її об’єм на 45 см³. (0,44 МДж)

2.31.Колба, заповнена вщерть, містить воду і ртуть. Маса води 0,5 кг, маса ртуті 1 кг. При наданні рідинам кількості теплоти 90 кДж вилилася вода масою 3,5 г. Визначити за цими даними коефіцієнт об’ємного розширення ртуті. (1,7·10^-4 К^-1)

2.32.З висоти 2 м в озеро падає камінь масою 1 кг і об’ємом 400 см³. На скільки збільшиться внутрішня енергія каменю й навколишнього середовища в результаті падіння, якщо глибина озера 3 м?

2.33.Батискаф масою 1,5 т і об’ємом 2 м³, що знаходиться біля дна на глибині 5 км, скидає баласт і спливає. На скільки збільшується внаслідок цього внутрішня енергія батискафа та води?

2.34.На яку висоту можна було б підняти вантаж масою 1 кг за рахунок кількості теплоти. Яку виділяє склянка води (240 мл), охолоджуючись від температури 100ºС до 0ºС? у цій та наступних задачах вважати, що g = 9,8 Н/кг. (10,3 км)

2.35.Молот, маса якого 380 кг, падає з висоти 2 м на кусок сталі, що має масу 2 кг. На скільки градусів нагрівається виріб, за умови, що він дістає 50% теплоти, що виділяється під час удару? (4ºС)

2.36.Молот масою 10 т падає з висоти 2,5 м на залізний виріб масою 0,5 т. Скільки разів молот повинен ударити по виробу, щоб виріб нагрівся на 6,4ºС, якщо на його нагрівання йде 60% механічної енергії молота. (10)

2.37.Свинцева куля, яка летить із швидкістю 200 м/с, вдаряється об перешкоду і зупиняється. На скільки градусів підвищиться температура кулі за умови, що нагрівається тільки вона сама? (150ºС)

2.38.При терті двох тіл, теплоємності яких по 800 Дж/К, температура через 1 хв підвищилася на 30ºС. Визначити середню потужність при терті. (800 Вт)

2.39.З висоти 80 м вільно падає кусок сталі. На скільки градусів підвищиться його температура при ударі об землю, якщо вважати, що 60% механічної енергії куска металу перетворюється у його внутрішню енергію? (1ºС)

2.40.На скільки вища температура води біля основи водоспаду з висотою 120 м від температури на вершині? Вважати, що вся механічна енергія йде на нагрівання води. (0,3ºС)

2.41.Мініатюрний калориметр масою 0,22 г з питомою теплоємністю матеріалу 2,8 кДж/(кг×К) дає можливість вимірювати зміну температури не меншу за 0,01°С. В калориметр з висоти 5,2 м падає краплина води. При якому мінімальному об’ємі краплини можливо зафіксувати її попадання в калориметр?

(6,9×10^{-7 м3})

2.42.Деякий пристрій, що виділяє потужність 30 кВт, охолоджується проточною водою, що тече по спіральній трубці діаметром 16 мм. В усталеному режимі проточна вода нагрівається на 18ºС. Визначити швидкість руху води, вважаючи, що вся потужність, яку виділяє установка йде на нагрівання води. (2 м/с)

2.43.Теплонепроникна посудина охолоджується водою, що протікає всередині неї по змійовику. Температура води на вході 90ºС. Якщо вода тече з швидкістю 2 м/с, її температура на виході дорівнює 30ºС. Виявилось, що швидкість охолодження посудини не змінилась, коли швидкість води стала рівною 3м/с. Визначити температуру води на виході у другому випадку. (50ºС)

2.44.При обробці деталі слюсар здійснив 46 рухів стальним терпугом масою 100 г, прикладаючи середню силу 40 Н і переміщуючи його на 8 см при кожному рухові. На скільки підвищиться температура терпуга, якщо вважати, що на збільшення його внутрішньої енергії пішло 65% виконаної роботи? (2ºС)

2.45.Свинцева куля, що летіла з швидкістю 432 км/год, пробивши дошку зменшила швидкість до 360 км/год. Якою стала температура кулі після пробиття дошки, якщо рахувати, що 60% втраченої кінетичної енергії кулі пішло на її нагрівання? Початкова температура кулі 250ºС. (260ºС)

2.46.Визначте відношення мас спирту та бензину в суміші, якщо питома теплота згоряння цієї суміші 40 МДж/кг.

2.47.Визначте відношення об’ємів спирту та бензину в суміші, якщо питома теплота згоряння цієї суміші 40 МДж/кг.

2.48.Яка віддача ковальського горна, коли для нагрівання 1 кг сталі на 1400ºС витрачається 0,7 кг коксу? (3%)

2.49.Нагріваючи в котлі 3000 л води спалили 39 кг кам’яного вугілля. До якої температури нагрілася вода, якщо її початкова температура становила 10ºС, а теплова віддача топки становить 60%? (60ºС)

2.50.В електричному чайнику потужністю 600 Вт можливо закип’ятити 1,5 л води за 20 хвилин при початковій температурі води 20°С. Знайдіть ККД чайника.

(70%)

2.51.Для нагрівання чайника з 3 л води від 10ºС до кипіння було витрачено 63 л газу. Визначити ККД газового пальника. Теплоємність чайника 100 Дж/К.

(50%)

2.52.Побутовий газовий водонагрівач проточного типу має номінальну потужність 21 кВт і ККД 80%. Скільки часу буде наповнюватися ванна ємністю 200 л водою, нагрітою в нагрівачі на 24ºС і скільки буде витрачено газу (л) за цей час? (1200 с; 700 л)

2.53.За який час можна закип’ятити в електричному чайнику потужністю 800 Вт з ККД 80% 2 л води, що мала температуру 20ºС. Теплоємність чайника 150 Дж/К. (1000 с)

2.54.Лампа розжарювання потужністю 60 Вт занурена в прозорий калориметр, що містить 610 см³ води. За 3 хв вода нагрівається на 4ºС. Яка частина споживаної лампочкою енергії пропускається калориметром назовні у вигляді променистої енергії? (5%)

2.55.Трансформатор, занурений в масло, внаслідок перевантаження починає перегріватися. Визначити ККД трансформатора, якщо при повній споживаній потужності 60 кВт, 40 кг технічного масла нагрівається на 20ºС протягом 4 хв? (90%)

2.56.Визначити масу пороху, необхідну для того, щоб кулі масою 9,6 г при вильоті із дула гвинтівки надати швидкість 880 м/с. ККД гвинтівки 30%. (3,3 г)

2.57.Каструлю, в якій знаходиться 1 л води, ніяк не вдається довести до кипіння за допомогою нагрівника потужністю 100 Вт. Визначити, за який час вода охолоне на 1ºС, якщо відключити нагрівач. (42 с)

2.58.Електричним кип’ятильником потужністю 500 Вт нагрівають воду в каструлі. За дві хвилини температура води збільшилась від 85°С до 90°С. Потім кип’ятильник вимкнули і за одну хвилину температура води впала на 1°С. Скільки води знаходиться у каструлі? (2 кг)

2.59.В невеликий чайник налита доверху тепла вода при температурі 30°С. Чайник охолоджується на 1 градус за час 5 хв. Для того, щоб чайник не охолоджувався, в нього капають гарячу воду з температурою 45°С. Маса однієї краплини 0,2 г. Скільки краплин за хвилину повинно капати в чайник, щоб температура підтримувалась рівною 30°С? На скільки градусів підігріється вода за одну хвилину, якщо почати капати втричі частіше? Вважати, що температура води у чайнику вирівнюється дуже швидко. В чайник входить 0,3 л води. Зайва вода виливається з носика. (20 краплин за хвилину; 0,4°С)

2.60.Відомо, якщо температура на вулиці рівна -20ºС, то в кімнаті температура рівна +20ºС, а якщо на вулиці температура рівна -40ºС, то в кімнаті встановлюється температура +10ºС. Визначити температуру батареї, яка встановлена в кімнаті. (60ºС)

2.61.Електрична праска з терморегулятором, який поставлено у положення "бавовна", нагрівається до температури 180°С. При цьому регулятор вмикає праску на 30 с через проміжки часу 4 хв. У положенні регулятора "капрон" праска вмикається на 12 с. Через які проміжки часу відбувається вмикання, якщо температура праски у цьому випадку 80°С? Температурною залежністю опору нагрівача знехтувати. Температура у кімнаті 20°С. (276 с)

2.62.При температурі -5ºС кожен квадратний метр поверхні водоймища втрачає за годину 168 кДж теплоти. Визначити товщину шару криги, яка утвориться за добу, якщо температура води на поверхні водоймища 0ºС. (1,4 см)

2.63.При температурі 0ºС ґрунт покритий шаром снігу завтовшки 10 см, густина якого 500 кг/м³. Який шар дощової води при температурі 4ºС розплавить увесь шар снігу? (1 м)

2.64.Скільки потрібно кам’яного вугілля щоб розплавити 1 т сірого чавуну, взятого при температурі 50ºС? Теплова віддача вагранки 60%. (43 кг)

2.65.Для виготовлення льоду в холодильнику необхідно витратити 5 хв, щоб охолодити воду від 4ºС до 0ºС і ще 1 год 40 хв щоб перетворити її в лід. Визначити за цими даними питому теплоту плавлення льоду. Питома теплоємність води відома. (336 кДж/кг)

2.66.На зимовій дорозі при температурі снігу -10ºС автомобіль протягом 1 хв 6 с буксує, розвиваючи потужність 12 кВт. Скільки снігу розтане, якщо вважати, що вся енергія, що виділяється при буксуванні йде на нагрів та плавлення снігу? (2,3 кг)

2.67.Свинцева куля ударяється в перешкоду зі швидкістю 350 м/с. Яка частина кулі розплавиться, якщо вся теплота, що виділяється при ударі, поглинається кулею? Температура кулі перед ударом 27ºС. (0,89)

2.68.Свинцева куля пробиває дерев’яну стінку, причому швидкість у момент удару була 400 м/с, а в момент вильоту – 100 м/с. Яка частина кулі розплавиться, якщо на її нагрівання йде 60% втраченої механічної енергії? Температура кулі в момент удару 50ºС. (0,37)

2.69.У калориметрі містилося 250 г води при температурі 15ºС. Після того як туди вкинули 20 г мокрого снігу температура суміші знизилася на 5ºС. Скільки води було в снігу? (6,6 г)

2.70.Нагріта залізна болванка масою 3,3 кг ставиться на поверхню льоду, що має температуру 0°С. Після охолодження болванки до 0°С під нею розплавилось 460 г льоду. Якою була температура нагрітої болванки? Розсіянням тепла в оточуюче середовище знехтувати. (100°С)

2.71.До якої мінімальної температури потрібно нагріти залізний куб, щоб він, коли його покласти на лід, цілком в нього занурився? Температура льоду 0°С?

(82,8°С)

2.72.Яку кількість свинцю, взятого при 0ºС можна розплавити за рахунок теплоти, отриманої при згорянні 1 л бензину, якщо ККД нагрівача 30%. (146 кг)

2.73.В посудині нагрівається 1 кг льоду, взятий при -5ºС. Потужність нагрівача 700 Вт, ККД 80%. Через який час утворена з льоду вода закипить?

2.74.Яку кількість теплоти потрібно затратити, щоб отримати 5 кг води при температурі 10°С із льоду, взятого при -20°С? Скільки для цього потрібно дров, якщо ККД печі 60%? (1,97·10⁶ Дж, 0,33 кг)

2.75.В посудині теплоємністю 15 Дж/К починають нагрівати 1 л води і 0,5 кг льоду. Потужність нагрівника 500 Вт, а його ККД 60%. Через який час закипить вода в посудині? (2655 с)

2.76.Для нагрівання льоду масою 1,2 кг затрачено 4,5·10⁵ Дж теплоти; при цьому розтануло 1 кг льоду. Визначити початкову температуру льоду.

2.77.У сталевому калориметрі масою 300 г міститься 5 кг води при температурі 25ºС. У нього опустили шматок льоду, температура якого -10ºС. Після танення льоду у калориметрі встановлюється температура 15ºС. Визначити, яку масу льоду було опущено в калориметр.

2.78.Ванну об’ємом 100 л необхідно заповнити водою при температурі 30ºС. використовуючи воду з температурою 80ºС і лід при температурі -20ºС. Визначити масу льоду необхідну для цього.

2.79.В посудину, що містила 10 кг води при температурі 10ºС, поклали лід при температурі -50ºС, після чого температура утвореної суміші виявилася -4ºС. Яку масу льоду поклали в посудину?

2.80.Кусок свинцю масою 1 кг розплавився наполовину при наданні йому кількості теплоти 54,5 кДж. Якою була початкова температура свинцю?

2.81.Тигель, що містив деяку кількість олова, нагрівається електричним струмом. Кількість теплоти, що виділяється в одиницю часу постійна. За 10 хв температура олова підвищується з 20ºС до 70ºС. Через 83 хв олово повністю розплавилося. Визначити за цими даними питому теплоємність олова.

2.82.В посудину з танучим льодом поклали кусок латуні масою 430 г. При цьому частина льоду масою 200 г перетворилася у воду. Визначити об’єм латуні в момент занурення її в посудину.

2.83.За годину в холодильнику перетворюється на лід при температурі 0ºС 3,6 кг води, взятої при температурі 20ºС. Яка потужність споживається холодильником від електромереж,. якщо він віддає в оточуюче середовище в одиницю часу енергію 840 Дж/с?

2.84.В теплоізольованій колбі, що приєднана до вакуумного насоса, знаходиться вода при температурі, близькій до температури тверднення. При відкачуванні, внаслідок інтенсивного пароутворення, вода замерзає. Яка частина води замерзла?

2.85.Чому в квартирних запобіжниках (пробках) використовується свинцева дротина, а не олов’яна, адже відомо, що температура плавлення свинцю (327°С) вища, ніж у олова (232°С)?

2.86.Шматок льоду масою 2 кг при температурі -20°С нагріли, надавши йому 1 МДж теплоти. Визначити усталену температуру. (30°С)

2.87.При виготовленні шроту, краплини розплавленого свинцю падають у воду, температура якої 17°С. Визначити масу свинцю, яка доведе 1 кг води до температури кипіння. Температура плавлення свинцю 327°С. (6,4 кг)

2.88.У залізній посудині масою 100 г знаходиться 500 г води і 200 г льоду при загальній температурі 0°С. Скільки потрібно добавити води при 100°С, щоб загальна температура води в посудині підвищилась до 32°С? (0,566 кг)

2.89.Скільки твердої ртуті при температурі плавлення необхідно кинути в 1 кг води, взятої при температурі 24°С, щоб ртуть розплавилась, а вода перетворилась у лід з температурою 0°С? (25 кг)

2.90.Калориметр вміщує 500 г води і 300 г льоду, що знаходяться у термодинамічній рівновазі. Шматок металу масою 1 кг витягли з печі при температурі 240°С і швидко перенесли у калориметр. В результаті весь лід розтанув, але температура не змінилась. Якою була б температура у калориметрі, якби маса металу була вдвічі більшою? (24ºС)

2.91.У посудину, що містить 10 кг води при температурі 10°С поклали шматок льоду, охолоджений до -50°С, після чого температура льодяної маси, що утворилась, стала рівною -4°С. Яка кількість льоду була покладена у посудину?

(39 кг)

2.92.Яка температура встановиться у латунному калориметрі масою 160 г, що вміщує 400 г води при температурі 25°С, після того, як розтане вміщений у воду шматок льоду масою 50 г, взятий при температурі 0°С? (14°С)

2.93.У теплоізольовану посудину, що містить 0,4 кг води при температурі 17°С, вкинули 50 г мокрого снігу (сніг з водою). В результаті температура встановилась на 5°С нижче вихідної. Скільки води було у мокрому снігу? Теплоємність посудини 0,16 кДж/К. (0,03 кг)

2.94.У калориметрі знаходиться лід. Визначити теплоємність калориметра, якщо при його нагріванні від -1ºС до 1ºС потрібно 2100 Дж теплоти, а від 1ºС до 3ºС - 6970 Дж теплоти. (10³ Дж/К)

2.95.В теплоізольовану посудину, що містить 500 г води при температурі 10°С, вміщено 100 г льоду, охолодженого до -10°С. Яка температура встановиться в посудині і яким буде її вміст (0°С; 0,557 кг води і 0,043 кг льоду)

2.96.В посудину малої теплоємності, де знаходиться 500 г льоду при температурі 0°С, вливають 200 г води нагрітої до температури 80°С. Яка температура встановиться в посудині і яким буде її вміст? (0°С; 0,4 кг води і 0,3 кг льоду)

2.97.В калориметрі міститься 400 г води при температурі 5°С. Потім добавляють ще 200 г води при температурі 10°С і кладуть 400 г льоду при температурі -60°С. Яка температура встановиться в калориметрі? Яка суміш буде в ньому? (0°С; 0,5 кг льоду; 0,5 кг води)

2.98.В посудину, яка містить 0,6 кг води при температурі 10°С, опускають 0,8 кг льоду, взятого при температурі -20°С. Нехтуючи теплообміном з оточуючим середовищем і теплоємністю посудини, визначити температуру і склад вмісту в посудині. (0°С; 0,575 кг води і 0,825 кг льоду)

2.99.В калориметрі змішали 1 кг льоду, що мав температуру -10°С і 50 г води при температурі 0°С. Визначити температуру суміші та її агрегатний стан після встановлення теплової рівноваги. (-2°С)

2.100.У воду масою 1 кг при температурі 20°С помістили 200 г льоду при -8°С. Яка температура встановиться в посудині і яким буде її вміст? (2,9°С)

2.101.У термосі знаходяться рівні маси води і льоду при 0°С. В термос вливають воду, маса якої дорівнює загальній масі води і льоду, що спочатку знаходилась у термосі, а температура дорівнює 49,3°С. Яка температура встановиться у термосі? (5°С)

2.102.В калориметр з льодом, що має температуру 0ºС, помістили кусок чавуну масою 325 г та об’ємом 48 см³. Яка кількість льоду розтане до моменту встановлення теплової рівноваги?

2.103.В калориметр, у якому було 2 кг води при температурі 5ºС опустили лід масою 5 кг при температурі -40ºС. Визначити об’єм суміші в стані теплової рівноваги.

2.104.В сталеву посудину масою 300 г налили воду при температурі 5ºС і опустили 1 кг льоду при температурі -40ºС. За яких умов температура в калориметрі могла би бути 0ºС?

2.105.Скільки льоду при температурі -20ºС необхідно кинути в 10 г переохолодженої до -5ºС води, щоб вся суміш замерзла?

2.106.При деяких умовах, наприклад, при абсолютному штилі, вода в арктичних морях залишається рідкою до температури -5°С. Якщо випадкове тіло, наприклад, сніжинка, попадає на поверхню такої води, то відбувається швидке замерзання верхнього шару води. Знайти, яка частка води із зниженою температурою перетворюється в лід. (6,4%)

2.107.Вода може бути переохолоджена до температури -10ºС. такий стан води нестійкий, і при будь якому збуренні вода перетворюється в лід з температурою 0ºС. Яка маса льоду утвориться із переохолодженої води масою 1 кг?

2.108.При додержанні певної обережності воду можна переохолодити до температури -10°С. Яка маса льоду утвориться, якщо кинути у воду кусочок льоду масою 100 г при температурі -5°С. Маса води 1 кг, теплоємність води вважати незалежною від температури. (0,13 кг)

2.109.Яка кількість теплоти виділяється при повному замерзанні 1 кг води, переохолодженої до -15ºС? (267·10³ Дж)

2.110.В суміш льоду з водою опустили нагрівач потужністю 700 Вт з ККД 80%. Через 6,5 хв. почалося зростання температури. Швидкість зростання ΔТ/τ=1К/хв. Визначити скільки спочатку у суміші знаходилося льоду та води. (0,66 кг і 7,3 кг)

2.111.Дослідом встановлено, що температура 142 г води при температурі 0°С в легкій посудині, підвішеній посередині кімнати, піднялась на 4°С за півгодини. Коли в цю посудину покласти таку ж кількість льоду, то він розтане за 10 годин. Яка питома теплота танення льоду за результатами досліду. (336·10³ Дж/кг)

2.112. У цебрі міститься суміш води з льодом. Маса суміші 10 кг. Цебер занесли в кімнату і почали вимірювати температуру суміші. Отримана залежність температури від часу зображена на мал.47. Визначити масу льоду, яка була у цебрі, коли його внесли у кімнату. (1,27 кг)

2.113. В теплонепроникній посудині, з нагрівачем усередині, міститься 1 кг льоду і 1 кг легкоплавкої речовини, що не змішується з водою. Залежність температури в посудині від часу представлена на мал.48. Питома теплоємність речовини у твердому стані 10³ Дж/(кг·К). Чому дорівнюють питома теплота плавлення речовини і її питома теплоємність у рідкому стані?

(10⁵ Дж/кг і 2×10³ Дж/(кг×К))

2.114.100 г льоду при температурі 0°С поміщені у теплонепроникну оболонку і стиснуті до тиску 1,2×10⁸ Па. Скільки льоду розтануло, якщо зниження температури плавлення прямо пропорційно тиску і при збільшенні тиску на 1,38×10⁷ Па температура плавлення зменшується на 1°С? (0,0055 кг)

2.115.На шматок льоду, який спирається своїми кінцями на нерухомі опори, накинули дротяну петлю з прив’язаним до неї вантажем. За якийсь час дріт пройшов крізь лід, але сам шматок льоду полишився цілим. Поясніть це явище.

2.116.В теплоізольовану циліндричну посудину поклали кусок льоду маси M при температурі 0°С і потім прикріпили його до дна. Потім лід залили водою маси M. Вода повністю покрила лід і досягла рівня 20 см. Знайти, чому дорівнювала температура води, якщо після встановлення теплової рівноваги її рівень зменшився на 0,4 см. (29,9°С)

2.117.У закритій посудині в воді плаває кусок льоду масою 0,1 кг, в який вмерзла шротинка масою 5 г. Яку кількість теплоти необхідно витратити, щоб шротинка почала тонути? (19,5·10³ Дж)

2.118.У великій каструлі з водою плаває маленька каструля з водою. Велику каструлю ставлять на плиту. Чи може закипіти вода у маленькій каструлі? Чому?

2.119. Яка робота здійснюється при перетворені 1 кг води у пару при температурі 100ºС? Скільки енергії йде на розрив зв’язків між молекулами? (0,2·10⁶ Дж; 2,1·10⁶ Дж)

2.120.Теплообмінник складається з труби і змійовика (мал.49). В змійовик надходить водяна пара при температурі 100°С. Витрата пари 1 кг/с. Назустріч пару рухається вода, витрата якої 10 кг/с. Визначити температуру на виході з теплообмінника, якщо на вході температура води 20ºС. (83ºС)

2.121.В посудину, що містить 400 г води при температурі 17°С, вводять10 г пари при 100°С, яка перетворюється у воду. Визначити кінцеву температуру води. Теплоємністю посудини і втратами тепла знехтувати. (32°С)

2.122.У теплонепроникній посудині знаходиться лід при температурі -5°С. Визначити його масу, якщо при введенні у посудину стоградусної водяної пари у посудині виявилось 300 г води при температурі 80°С. (0,234 кг)

2.123.В посудину, що містить 4,6 л води при 20°С, кидають шматок сталі масою 10 кг, нагрітий до 500°С. Вода нагрівається до 100°С і частина її перетворюється у пару. Знайдіть масу пари, що утворилась. (0,13 кг)

2.124.У посудині теплоємністю 215 Дж/К знаходилося 200 г води при температурі 25ºС. Після того, як в неї влили 1,4 кг олова при температурі тверднення 232ºС, вода нагрілася до 100ºС і частина її википіла. Визначити, яка частина води википіла. (0,1)

2.125.У посудину теплоємністю 280 Дж/К, що має температуру 24ºС кладуть лід масою 900 г при - 5ºС і впускають водяну пару при 100ºС. Визначити кількість пари, що була впущена, за умови, що 25% її маси перетворилося в лід. (10^{-3 кг)}

2.126. На малюнку 50 показаний графік процесу перетворення водяної пари в лід. Чому дорівнює початкова кількість пари і скільки її перетворилось у лід?

(1 кг і 0,35 кг)

2.127.У посудину, в якій знаходилось 2 кг води і 0,5 кг льоду, при 0°С впущена водяна пара, що має температуру 150°С. Після того, як лід розтанув, у посудині встановилась температура 30°С. Яка кількість пари була впущена у посудину? Теплоємність посудини 630 Дж/К, питома теплоємність пари 2 кДж/К. (0,18 кг)

2.128.В калориметрі міститься 100 г льоду г при температурі -5°С. Потім туди запускають 50 г водяної пари при температурі 100°С. Яка температура встановиться в калориметрі? (100°С)

2.129.В установці для дистилювання води мідний холодильник масою 600 г складається з посудини і опущеної у неї зігнутої трубки. У посудині було 2 кг води і 500 г льоду при 0°С. Скільки пари сконденсувалось, проходячи через холодильник, якщо увесь лід розтав і вода в холодильнику нагрілась до 80°С?

(0,43 кг)

2.130.Скільки гасу було витрачено у примусі, ККД якого 32%, для того, щоб 1 л води нагріти від 10°С до 100°С і 3% води перетворити в пару? (0,03 кг)

2.131.У посудину теплоємністю 250 Дж/К, що має температуру 10ºС кладуть лід масою 2,5 кг при - 5ºС і ставлять її на кип’ятильник, ККД якого 40%. Скільки кг вугілля потрібно спалити, щоб 10% маси утвореної води перетворити у пару при температурі її кипіння? (0,23 кг)

2.132.У чайник залили воду при температурі 10°С і поставили на електроплитку. Через 10 хвилин вода закипіла. Через який час вода повністю википить. (3651 с)

2.133.Деяка кількість води на електричній плитці нагрівалась від 0°С до температури кипіння за 15 хв., а після цього за 1 год. 2 хв. вся вода випарувалась. Вважаючи питому теплоємність води відомою, визначити за цими даними питому теплоту пароутворення води. (2,3·10⁶ Дж/кг)

2.134.Для наближеного визначення питомої теплоти пароутворення води ліцеїст проробив наступний дослід. На електричній плитці він нагрів воду, причому виявилось, що на її нагрівання від 10°С до 100°С знадобилось 18 хв., а для випаровування 0,2 її маси - 23 хв. Чому дорівнює питома теплота пароутворення води за даними досліду? (24·10⁶ Дж/кг)

2.135.На нагрівач поставили відкриту посудину з водою. Через 40 хв. після початку кипіння у посудину добавили воду, маса якої дорівнює масі води, що википіла за цей час. При незмінних умовах нагріву, вода у посудині знову закипіла через 3 хв. Якою була температура води, що добавили? (60°С)

2.136.На електричній плитці потужністю 1 кВт кипить чайник з водою. Визначити швидкість витікання пари із носика чайника. Площа перерізу носика 1 см². Втратами теплоти знехтувати. (7,4 м/с)

2.137.Приготування їжі у каструлі-швидковарці відбувається при температурі 108°С і підвищеному тиску. Яка частина води випарується після розгерметизації каструлі? (1,46%)

2.138.Приготування їжі у каструлі-швидковарці відбувається при підвищеному тиску і температурі вищій за 100°С. Було помічено, що відразу після розгерметизації каструлі в пару перейшло 3% води, що знаходилось у каструлі. Чому дорівнювала температура води до розгерметизації? (116°С)

2.139.В колбі знаходилася вода при 0ºС. Викачуючи із колби повітря, домоглися того, що в ній залишився тільки лід. Яка частина води при цьому випарувалася? (12%)

2.140.У посудині Дьюара зберігається 1,6 кг рідкого азоту при температурі -195ºС. За добу випарилася половина даної кількості азоту. Визначити питому теплоту випаровування азоту коли відомо, що при температурі 0ºС в тій самій посудині протягом 22,5 год розтане 40 г льоду. Температура навколишнього повітря 20ºС. Вважати, що швидкість подачі теплоти в посудину пропорційна різниці температур зовні і всередині посудини. (1,9·10⁵ Дж/кг)

 

Табличні дані

 

Табл.1. Питома теплоємність речовин

 

Речовина	Питома теплоємність, Дж/(кг·К)	Речовина	Питома теплоємність, Дж/(кг·К)
сталь, залізо		вода
латунь		ртуть
мідь		спирт
алюміній		масло технічне
свинець		масло машинне
скло		лід, сніг
чавун сірий

 

Табл.2. Густини речовин

 

Речовина	Густина (в кг/м3)	Речовина	Густина (в кг/м3)
мідь		вода
алюміній		ртуть
лід		спирт етиловий
чавун		бензин
латунь		пара (при 100ºС та атм. тиску)	0,589

 

Табл.3. Коефіцієнти лінійного та об’ємного розширення речовин

 

Речовина	Коефіцієнт	Речовина	Коефіцієнт
мідь	1,7·10-5 К-1	чавун	1,0·10-5 К-1
сталь	1,2·10-5 К-1	латунь	2,0·10-5 К-1
ртуть	18,1·10-5 К-1

 

Табл.4 Питома теплота згоряння палива

 

Речовина	Теплота згоряння	Речовина	Теплота згоряння
кокс	30 МДж/кг	порох	3,6 МДж/кг
вугілля	27 МДж/кг	бензин	46,2 МДж/кг
		газ	36 МДж/м3

 

Табл.5 Питома теплота плавлення та температура плавлення речовин

 

Речовина	Теплота плавлення	Температура
лід	330 кДж/кг	0ºС
сірий чавун	96 кДж/кг	1150ºС
свинець	24 кДж/кг	327ºС
ртуть	11,7 кДж/кг	-39ºС
олово	58,5 кДж/кг	232ºС

 

Табл.6 Питома теплота пароутворення речовин

 

вода	2,3 МДж/кг