Global EE

Количество… — Задание Физика 8 Класс №00049335

Задание №11. Задания из Сборников и Задачников

Количество Теплоты и Энергия Топлива

№2. Задание без номера

ID: 00049335

В кипящей воде нагрели три одинаковых цилиндра — из свинца, олова и стали. Цилиндры поставили на лёд. Под каким цилиндром растает больше льда?

Источник: Сборник дидактических материалов Пёрышкина

Решение

Цилиндры из кипятка стоят на льду. Они остывают, отдают теплоту, а лёд ею тает. Чем больше теплоты отдаст цилиндр, тем больше растает льда.

Все три цилиндра начинают с $100$ °С, а заканчивают при $0$ °С, у самого льда. Значит, охлаждение одно и то же: $\Delta t=100$ °С. Теплоту считаем по формуле:

$$Q=cm\Delta t$$

Удельные теплоёмкости: свинец $140$, олово $230$, сталь $500$ Дж/(кг·°С). Самое большое значение у стали. Считаем для цилиндров по $1$ кг. Свинец отдаст:

$$Q_{\text{св}}=140\cdot 1\cdot 100=14\,000\text{ Дж}$$

Олово отдаст:

$$Q_{\text{о}}=230\cdot 1\cdot 100=23\,000\text{ Дж}$$

Сталь отдаст:

$$Q_{\text{ст}}=500\cdot 1\cdot 100=50\,000\text{ Дж}$$

Больше всех отдаёт сталь, значит, под ней растает больше льда.

Проверим спорное слово «одинаковых». Если это не равная масса, а равные размеры, то свинец тяжелее. Возьмём примерные плотности: свинец $11{,}3$, олово $7{,}3$, сталь $7{,}8$ кг на литр. Тогда на один литр и один градус выходит $140\cdot 11{,}3\approx 1580$, $230\cdot 7{,}3\approx 1680$ и $500\cdot 7{,}8=3900$ Дж. Сталь всё равно впереди, вывод не меняется.

Ответ

Под стальным. Цилиндры из кипятка остынут на лёд примерно на одно и то же число градусов, а удельная теплоёмкость стали (500 Дж/(кг·°С)) больше, чем у олова (230) и свинца (140), поэтому сталь отдаст больше теплоты.
Другие задания по теме «Количество Теплоты и Энергия Топлива» (8)