ID: 00011389
Ученик провёл эксперимент по изучению количества теплоты, выделяющейся
при остывании металлических цилиндров различной массы, предварительно
нагретых до температуры $t_1$.
Количество теплоты оценивалось по нагреванию 100 г воды, налитой в калориметр и имеющей первоначально температуру 20 °С, при опускании в неё нагретого цилиндра и установлении состояния теплового равновесия.
В таблице указаны результаты экспериментальных измерений массы m цилиндра, первоначальной температуры цилиндра t1 и изменения температуры Δt воды для четырёх опытов. В справочнике физических свойств различных материалов представлена следующая таблица:
№ опыта | Масса цилиндра $m$, г | Начальная температура цилиндра $t_1$, °C | Изменение температуры воды $\Delta t$, °C |
|---|---|---|---|
1 | 100 | 100 | 10 |
2 | 100 | 60 | 10 |
3 | 200 | 100 | 24 |
4 | 200 | 100 | 13 |
Используя данные таблицы, выберите из предложенного перечня два верных
утверждения. Укажите их номера.
1) Количество теплоты, выделяемое нагретым телом, зависит от вещества,
из которого изготовлено тело.
2) Количество теплоты, выделяемое нагретым телом, не зависит от массы
этого тела.
3) При остывании цилиндров в третьем и в четвёртом опытах выделилось
одинаковое количество теплоты.
4) При остывании медного цилиндра в первом опыте выделилось
наименьшее количество теплоты.
5) Удельная теплоёмкость алюминия больше удельной теплоёмкости меди.
Источник: ФИПИ
Тепло, полученное водой в калориметре, равно $Q=c_в m_в\Delta t$. Масса воды во всех опытах одинакова ($100$ г), поэтому количество теплоты пропорционально изменению температуры воды $\Delta t$.
Сравним опыты 3 и 4: одинаковая масса цилиндра ($200$ г) и одинаковая начальная температура ($100\,^\circ$C), но $\Delta t$ разное ($24$ и $13\,^\circ$C). Раз при одинаковых массе и температуре теплота разная — она зависит от вещества цилиндра (утверждение 1 верно).
Также верно, что удельная теплоёмкость алюминия больше, чем меди (справочный факт, утверждение 5).
Утверждение 2 («не зависит от массы») неверно: опыт 1 ($m=100$, $\Delta t=10$) и опыт 3 ($m=200$, $\Delta t=24$) показывают, что с ростом массы теплота растёт.
Утверждение 3 («в опытах 3 и 4 одинаковое $Q$») неверно: там $\Delta t$ равны $24$ и $13$, значит и теплота разная.