1 Калорметрія - Рішення 1. - Скільки калорій відмовляється 5 кг міді () при охолодженні від 3 o C до -4 C? m = 5 кг = g T = 3 CT f = - 4 C = - T = - (T f T) = g 0,094 кал/г C (-4 C 3 C) = кал. 2. - Сталевий блок (c = 0,12 кал/г С) 1,5 т нагрівається, щоб поглинути 1,8 х 10 кал. При якій температурі було 10 o C? m = 1,5 т = кг = g = 1,5x10 gc = 0,12 кал/г C = 1,8x10 кал = T = (T f T) T f = T 1,8x10 кал 10C 20C 1,5x10 0, 12кал/gc 3.- A латунна коробка (с = 395, Дж/кг С) має масу 250 г при температурі 20 С. Скільки теплової енергії потрібно додати до неї, щоб вона досягла температури 120 С? m = 250 г = 0,25 кг T = - 20 CT f = 120 C c = 395, Дж/кг C = T = (T f T) = 0,25 кг 395, J/кг C (120 CC) = J 4.- Скільки калорій поглинає залізний злиток (0,11 кал/г С) при нагріванні від -4 o C до 180 o C, а його маса становить 25 кг? m = 25 кг = g T = - 4 C T f = 180 C c = 0,11 кал/г C = T = (T f T) = g 0,11 кал/g C (180 C C) = 50 ккал 1
2 5.- Яку масу має мідна пластина, якщо вона дає 910 кал при охолодженні від 192 o C до -8 o C? = 910 кал T = 192 CT f = - 8 C = - T m = ct c 910cal TT 0,094cal/gc 8C 192C f 48,4g - Скільки калорій поглинає 1/4 літра меркуро (щільність = 13, г/см 3 і c = 0,033 кал/г C) при нагріванні від -20 o C до 30 o C? V = 1/4 л = 0,25 л = 250 см 3 ρ = 13, г/см 3 c = 0,033 кал/г CT = - 20 CT f = 30 C m = ρv = 13, г/см см 3 = g = T = g 0,033 кал/г C (30 CC) = 5,10 кал. 7. - Для нагрівання 3/4 літрів мерциду при температурі 5 o C поглинається Ккал. Яка температура залишилася? V = ¾ l = 0,75 л = 750 см 3 ρ = 13, г/см 3 c = 0,033 кал/г CT = 5 C =, ккал =, 00 кал м = ρv = 13, г/см см 3 = g = T = (T f T) T f =, 00кал T 5C 24, C, 033кал/гк 8. - Існує 2,5 тонни заліза, які дають 2,2xl0 кал при охолодженні від 1000 o C. При якій температурі залишається? m = 2,5 тонни = кг = 2,5x10 г = 2,2x10 кал T = C c = 0,11 кал/г C = - T = - (T f T) T f = T 2,2x10 кал 1000 C 992C 2,5x10 0,11 кал/гк 2
3 9.- У вас є шматок льоду вагою 1 кг при температурі -40 С а) Скільки тепла потрібно для перетворення його у водяну пару? б) Скільки теплоти потрібно, щоб перетворити лише половину гелолу у водяну пару? Зверніть увагу, що жодна частина шматочка гело нікалу ніколи не видаляється, як і вода, коли це не відбувається. а) m = 1 кг = g T = - 40 C c гело = 0,5 кал/г C c вода = 1 кал/г CL f = 80 кал/г L v = 540 кал/г), так що її температура підвищується від - Від 40 C до 0 C = T = g 0,5 кал/г C (0 CC) = вапно для процесу плавлення: = ml f = g 80 кал/g = вапно для того, щоб його температура піднялася від 0 C до 100 C (у вигляді рідкої води) = T = g 1 кал/г C (100 C 0 C) = cal v) до повного випаровування = ml V = g 540 cal/g = cal v) всі енергії додаються = cal cal cal cal = cal b) Оскільки зараз енергія, необхідна для випаровування лише mtad нкаль-маси, етапи a) попередньої букви однакові, і змінюється лише етап v), де враховується лише маса, дек 500 р. v) так, щоб маса маси = мл V = 500 г випаровувалася. 540 cal/g = cal v) додаються всі енергії: = cal cal cal cal = cal 3
4 10. - Знайдіть тепло, яке необхідно виділити з 20 г водяної пари при 100 С, щоб конденсувати його та охолодити до 20 С. м = 20 г Т = 100 С водяної пари T f = 20 С рідка вода) енергія, яка необхідно відняти так, щоб він конденсувався = мл V = 20 г 540 кал/г = калорія енергії, яку потрібно відняти, щоб її температура dсмнуя = - T = - 20 г 1 кал/г C (20 C 100 C) = 1,00 кал додаються енергії, що віднімаються = вапно вапно = вапно = 12,4 ккал 11. - У нас 500 г шматка міді при 20 С і додається вапно. Якої температури вона досягає? m = 500 г T = 20 C = cal = T = (T f T) T f = T cal 20C 232,8C 500 0,094cal/gc 12. - Знайдіть кількість клокалорій, поглинених електричним холодильником при охолодженні 3 кг води при 15 C і перетворюють їх у гело при 0 C. m = 3 кг = g T = 15 C рідка вода T f = 0 C helo) спочатку її охолоджують до 0 C = - T = g 1 кал/г C (0 C 15 C) = вапно тепер визначають енергію, яку потрібно відняти, щоб воно замерзло = ml f = g 80 кал/г = вапно тепер додайте енергії, які потрібно витягти = вапно cal = cal = 285 ккал 4
5 13. - Чи вміщується 500 г шматка міді при температурі 20 С. Якої температури вона досягає, якщо з неї добувають вапно? m = 500 г T = 20 C = cal = - T = - (T f T) T f = T cal 20C 192,8C 500 0,094cal/gc 14. - 400 г води при 80 o C змішують з 500 г спирту при 10 o C. При якій температурі знаходиться суміш? Дані поглинають: m 1 = 500 г c 1 = 0, кал/г C Вихід даних: m 2 = 400 г c 2 = 1 кал/г C T = 80 C * Для простоти вимірюються одиниці виміру. abs = ced m 1 c 1 T 1 = - m 2 c 2 T, (x 10) = (x 80) 300x = -400x x + 400x = Розв'язування належним чином: = 50 C 15. - У калориметрі 300 г та c = 0,09 кал/г C 200 г спирту додають при 10 o C. 100 г мерциду додають при 80 o C. Якщо суміш залишається при 11,4 o C, яка питома теплота спирту? Дані поглинають 1: m 1 = 300 gc 1 = 0,09 кал/г CT f = 11,4 C Дані поглинають 2: m 2 = 200 gc 2 = x T f = 11,4 C Вихід даних: m 3 = 100 gc 3 = 0,033 кал/g CT f = 11,4 C abs = ced m 1 c 1 T 1 + m 2 c 2 T 2 = - m 3 c 3 T. 09 (11,4 10) x (11,4 10) = 0,033 (11,4 80) 37, x = 22,38 280x = 188,58 c = 0,7 кал/г C Спостереження: Ця вправа мала помилку, яку пані Валентна Норамбуена зрозуміла, 3-річна студентка з Lceo 1 Хавера Каррера. Більше подяк та привітань. Тепер це виправлено. 1. - Знайдіть отриману температуру суміші 150 г гело при 0 С і 300 г води при 50 С. 5
6 Спочатку слід зауважити, що гело, перш ніж змішуватися з водою, має розтанути, і для цього він витягує енергію з води. Тоді енергія, необхідна для танення льоду, становить: = мл f = 150 г 80 кал/г = кал І, разом із цим, вода знижує свою температуру, яка визначається далі = - T = - (T f T) T f = T cal 50C 10C 300 1cal/gc Отже, суміш буде отримана із 150 г води при 0 C і 300 г води при 10 C Поглинені дані: m 1 = 150 gc 1 = 1 кал/г CT = 0 C Вихід даних: m 2 = 300 gc 2 = 1 кал/г C abs = ced m 1 c 1 T 1 = - m 2 c 2 T (x 0) = (x 10) 150x = -300x x = =, 7 C 17. - Знайдіть температуру суміші 1 кг гело при 0 C з 9 кг води при 50 C. (37 C) Ця проблема подібна до попередньої, лише з різними даними A 500 г гело а Додано 20 С вапна. У якому стані знаходиться 500 г гело? ) Щоб гело підвищило свою температуру до 0 С, воно займе частину енергії. = T = 500 г 0,5 кал/г C (0 C C) = вапно. Тоді вапно доступне вапно = вапно для наступних процесів. Тепер, скільки енергії витрачається на розплавлення гело. = мл f = 500 г 80 кал/г = кал Y, залишки вапна. Тепер збільште температуру від 0 C до 100 C, займаючи енергію = T = 500 г 1 кал/г C (100 C 0 C) = cal Y, залишилось вапно, вода в рідкому стані при 100 C. v) Давайте подивимось, що енергії вистачає для випаровування води.