Удельная теплоёмкость стали равна 500 Дж/кг·°C. Что… (физика)

№ Удельная теплоёмкость

Удельная теплоёмкость стали равна 500 Дж/кг·°C. Что это означает?

Решение

Удельная теплоёмкость показывает, какое количество теплоты нужно, чтобы нагреть кг вещества на °C.

Для стали . Значит, чтобы нагреть кг стали на °C, нужно передать ей Дж теплоты. Если кг стали охлаждается на °C, он отдаёт Дж.

Ответ

Для нагревания кг стали на °C нужно Дж теплоты (при охлаждении на °C кг стали отдаёт Дж).

№ Количество теплоты при охлаждении

Кубики, изготовленные из меди, стали и алюминия, массами 1 кг каждый охлаждают на 1 °C. На сколько джоулей и как меняется внутренняя энергия каждого кубика?

Решение

Количество теплоты, которое отдаёт тело: . Здесь кг, °C. Удельные теплоёмкости (из таблицы): медь , сталь , алюминий Дж/(кг·°C).

Медь: Дж

Сталь: Дж

Алюминий: Дж

При охлаждении внутренняя энергия уменьшается на эти значения.

💡 Почему так

Внутренняя энергия тела при охлаждении уменьшается на количество отданной теплоты.

Ответ

Внутренняя энергия уменьшается: у медного кубика на Дж, у стального на Дж, у алюминиевого на Дж.

№ Нагревание воды и суши

Почему вода в море нагревается солнечными лучами медленнее, чем суша?

Решение

Удельная теплоёмкость воды () намного больше, чем у грунта и песка (около ). Чтобы нагреть воду на то же число градусов, нужно гораздо больше теплоты. Кроме того, вода перемешивается, и тепло распределяется на большую глубину.

Ответ

Удельная теплоёмкость воды больше, чем у суши, поэтому при одинаковом притоке солнечной энергии вода нагревается медленнее.

№ Нагревание воды в чайниках

Коля и Никита захотели попить чай. Коля налил в чайник 1,5 л воды и поставил на плиту.
А. Больше или меньше воды налил в чайник Никита, если вода в его чайнике закипела раньше?
Б. На одинаковое ли число градусов нагрелась вода в обоих чайниках?
В. В чьём чайнике внутренняя энергия воды будет больше?
Г. Для нагрева воды в чьём чайнике понадобилось меньше теплоты? Почему?

Решение

Считаем, что начальная температура воды и мощность плиты одинаковы. Теплота для нагрева: .

А. Вода у Никиты закипела раньше, значит ей потребовалось меньше теплоты, то есть воды у него меньше, чем , л.

Б. Да, в обоих чайниках вода нагрелась до кипения ( °C), поэтому одинаково.

В. Температура воды одинакова, а масса больше у Коли, поэтому внутренняя энергия воды больше в его чайнике.

Г. Так как и одинаковы, пропорционально . Меньше теплоты потребовалось Никите, у которого масса воды меньше.

Ответ

А) меньше, чем , л.
Б) да, одинаково (до °C).
В) у Коли.
Г) у Никиты, потому что и масса его воды меньше.

№ Остывание тел

Два бруска, сделанные из одного и того же вещества, имеют одинаковую температуру +300 °C. Брусок 1 имеет в два раза большую массу, чем брусок 2. Какой из этих брусков быстрее охладится на воздухе, температура которого равна +20 °C? Ответ поясните.

Решение

Вещество одно, значит одинакова. Охлаждение идёт на одно и то же число градусов: °C.

Отдаваемая теплота: , поэтому .

Брусок должен отдать вдвое больше теплоты, чем брусок , а условия теплообмена с воздухом одинаковы. Поэтому брусок остынет быстрее.

Ответ

Быстрее охладится брусок : его масса меньше, и ему нужно отдать вдвое меньше теплоты.

Помогло?