04 Тепловые явления
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
С какой скоростью капля воды должна налететь на такую же неподвижную каплю, чтобы в результате взаимодействия они
испарилась? Начальная температура капель .
Сделаем рисунок и обозначим импульсы
Так как по оси не действуют никакие внешние силы, то можем записать закон сохранения импульса для двух
капель:
Здесь - импульс первой капли до соударения,
- импульс второй капли до соударения (капля
покоилась
),
- импульс капель после соударения. По условию капли одинаковые, значит
, при этом
- искомая скорость (скорость первой капли до соударения),
- скорость капель после
соударения.
Спроецируем закон сохранения импульса на ось :
Откуда скорость после соударения:
Запишем закон сохранения энергии для столкновения. Начальная энергия состояла из кинетической энергии
движущейся первой капли, эта энергия перейдет в кинетическую энергию капель после соударения, а также пойдет на
нагрев и испарение воды. - теплота которая идет на нагрев капель,
Дж/(кг
К) - удельная
теплоемкость воды,
- то на сколько надо нагреть капли, чтобы довести до температуры
кипения.
- теплота требуемая для испарения двух капель воды,
Дж/кг - удельная теплота
парообразования воды.
- кинетическая энергия налетающей капли,
- кинетическая энергия капель после
соударения.
Закон сохранения энергии:
Критерии оценивания выполнения задачи | Баллы |
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: | 2 |
I) записаны положения теории и физические законы, | |
закономерности, применение которых необходимо для решения | |
задачи выбранным способом (в данном случае: записан закон сохранения импульса (сначала векторно, после спроецирован на горизонтальную ось), записан закон сохранения энергии); | |
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения | |
физических величин (за исключением обозначений констант, | |
указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии | |
задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при | |
написании физических законов); | |
III) представлены необходимые математические преобразования, | |
приводящие к правильному ответу; | |
IV) представлен правильный ответ | |
Правильно записаны все необходимые положения теории, | 1 |
физические законы, закономерности, и проведены преобразования, | |
направленные на решение задачи, но имеется один или несколько | |
из следующих недостатков. | |
| |
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном | |
объёме или отсутствуют. | |
И (ИЛИ)
| |
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение | |
(возможно, неверные), которые не отделены от решения | |
и не зачёркнуты. | |
И (ИЛИ)
| |
В необходимых математических преобразованиях допущены | |
ошибки, и (или) в математических преобразованиях пропущены | |
логически важные шаги. | |
И (ИЛИ)
| |
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе | |
в записи единиц измерения величины) |
|
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным | 0 |
критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | |
Максимальный балл | 2 |
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В калориметре находятся в тепловом равновесии вода и лёд. После опускания в калориметр болта, имеющего массу 165 г и
температуру воды превратилось в лёд. Удельная теплоёмкость материала болта равна
Какая масса
воды первоначально находилась в калориметре? Теплоёмкостью калориметра пренебречь.
Источники:
Пусть масса болта , а масса воды
, тогда уравнение теплового баланса примет вид
где – теплота, которая идет на нагрев болта,
– количество теплоты которое отдает вода и
кристаллизуется,
– удельная теплота плавления льда,
– удельная теплоемкость болта,
– начальная температура
болта.
Откуда масса воды
Критерии проверки
2 балла ставится за задачу если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо
для решения задачи выбранным способом (в данном случае: условие теплового равновесия воды и льда,
формулы для расчёта количества теплоты при нагревании и кристаллизации, уравнение теплового
баланса);
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за
исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в
условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических
законов);
III) представлены необходимые математические преобразования и расчёты (подстановка числовых
данных в конечную формулу), приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по
частям» с промежуточными вычислениями);
IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины
1 балл ставится за задачу если:
_________________________________________________________________________________________________________________
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и
проведены преобразования, направленные на решение задачи, но имеется один или несколько из
следующих недостатков.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют.
ИЛИ
решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не зачёркнуты.
ИЛИ
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/ вычислениях пропущены логически важные шаги.
ИЛИ
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1 или 2 балла
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В начале процесса температура куска свинца массой была равна
Ему передали количество теплоты, равное 46,4 кДж.
Температура плавления свинца равна
Какова масса расплавившейся части свинца? Тепловыми потерями
пренебречь.
Источники:
Сначала свинец нагрелся до температуры плавления, в результате чего ему передалось количество теплоты
где – теплоёмкость свинца,
– масса свинца,
и
– начальная и конечная температура свинца.
Потом свинец начал плавится, в результате чего он потратил оставшееся количество теплоты, равное
где – удельная теплота плавления свинца,
– масса расплавившейся части свинца
По условию
Откуда масса расплавившейся части
Критерии оценивания выполнения задачи | Баллы |
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: | 2 |
I) записаны положения теории и физические законы, | |
закономерности, применение которых необходимо для решения | |
задачи выбранным способом (в данном случае: формула количества теплоты, требуемая для плавления тела, формула количества теплоты, которое требуется для нагрева тела, уравнение теплового баланса); | |
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения | |
физических величин (за исключением обозначений констант, | |
указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии | |
задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при | |
написании физических законов); | |
III) представлены необходимые математические преобразования, | |
приводящие к правильному ответу; | |
IV) представлен правильный ответ | |
Правильно записаны все необходимые положения теории, | 1 |
физические законы, закономерности, и проведены преобразования, | |
направленные на решение задачи, но имеется один или несколько | |
из следующих недостатков. | |
| |
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном | |
объёме или отсутствуют. | |
И (ИЛИ)
| |
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение | |
(возможно, неверные), которые не отделены от решения | |
и не зачёркнуты. | |
И (ИЛИ)
| |
В необходимых математических преобразованиях допущены | |
ошибки, и (или) в математических преобразованиях пропущены | |
логически важные шаги. | |
И (ИЛИ)
| |
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе | |
в записи единиц измерения величины) |
|
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным | 0 |
критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | |
Максимальный балл | 2 |
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В калориметре находится вода, масса которой 230 г при температуре В него через трубку впускают пар при температуре
В какой-то момент времени масса воды перестаёт увеличиваться. Определить на сколько граммов увеличиться масса
воды.
Источники:
Масса воды перестанет увеличиваться, когда температура воды достигнет 100 . Вода нагревается за счёт тепловой энергии
конденсации водяного пара:
где – удельная теплота парообразования воды,
– масса пара.
Составив уравнение теплового баланса
где – масса воды,
– удельная теплоемкость воды,
– изменение температуры.
Откуда масса пара:
Критерии оценивания выполнения задачи | Баллы |
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: | 2 |
I) записаны положения теории и физические законы, | |
закономерности, применение которых необходимо для решения | |
задачи выбранным способом (в данном случае: формула количества теплоты, требуемого для парообразования тела, формула количества теплоты, которое требуется для нагрева тела, уравнение теплового баланса); | |
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения | |
физических величин (за исключением обозначений констант, | |
указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии | |
задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при | |
написании физических законов); | |
III) представлены необходимые математические преобразования, | |
приводящие к правильному ответу; | |
IV) представлен правильный ответ | |
Правильно записаны все необходимые положения теории, | 1 |
физические законы, закономерности, и проведены преобразования, | |
направленные на решение задачи, но имеется один или несколько | |
из следующих недостатков. | |
| |
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном | |
объёме или отсутствуют. | |
И (ИЛИ)
| |
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение | |
(возможно, неверные), которые не отделены от решения | |
и не зачёркнуты. | |
И (ИЛИ)
| |
В необходимых математических преобразованиях допущены | |
ошибки, и (или) в математических преобразованиях пропущены | |
логически важные шаги. | |
И (ИЛИ)
| |
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе | |
в записи единиц измерения величины) |
|
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным | 0 |
критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | |
Максимальный балл | 2 |
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Кусок льда, имеющий температуру помещён в калориметр с электронагревателем. Чтобы превратить этот лёд в воду
температурой
требуется количество теплоты 100 кДж. Какая температура установится внутри калориметра, если лёд
получит от нагревателя количество теплоты 50 кДж? Теплоёмкостью калориметра и теплообменом с внешней средой пренебречь.
(Ответ дайте в градусах Цельсия.)
Количество теплоты, которое необходимо для плавления льда:
где — масса льда.
Количество теплоты, которое необходимо для нагревания воды от 0 до 20
:
где — удельная теплоемкость воды.
По условию известно, что:
Выразим массу льда:
Теперь рассмотрим процесс, когда лед получит от нагревателя 50 кДж:
Таким образом, количества теплоты, которое система получит от нагревателя не хватит, чтобы полностью расплавить лед,
значит, температура будет равна 0 .
Критерии оценивания выполнения задачи | Баллы |
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: | 2 |
I) записаны положения теории и физические законы, | |
закономерности, применение которых необходимо для решения | |
задачи выбранным способом (в данном случае: формула количества теплоты, требуемая для плавления тела, формула количества теплоты, которое требуется для нагрева тела); | |
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения | |
физических величин (за исключением обозначений констант, | |
указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии | |
задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при | |
написании физических законов); | |
III) представлены необходимые математические преобразования, | |
приводящие к правильному ответу; | |
IV) представлен правильный ответ | |
Правильно записаны все необходимые положения теории, | 1 |
физические законы, закономерности, и проведены преобразования, | |
направленные на решение задачи, но имеется один или несколько | |
из следующих недостатков. | |
| |
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном | |
объёме или отсутствуют. | |
И (ИЛИ)
| |
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение | |
(возможно, неверные), которые не отделены от решения | |
и не зачёркнуты. | |
И (ИЛИ)
| |
В необходимых математических преобразованиях допущены | |
ошибки, и (или) в математических преобразованиях пропущены | |
логически важные шаги. | |
И (ИЛИ)
| |
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе | |
в записи единиц измерения величины) |
|
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным | 0 |
критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | |
Максимальный балл | 2 |
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Кусок льда, имеющий температуру помещен в калориметр. Чтобы нагреть лед до температуры
требуется 175500 Дж
энергии. Какая температура установится в калориметре, если к нему подвести количество теплоты, равное 70кДж? (Ответ дайте в
градусах Цельсия.)
Чтобы лед нагреть до его нужно сначала расплавить, а затем нагреть получившуюся воду до
тогда количество теплоты,
которое потребуется в этом процессе равно:
где — удельная теплота плавления льда,
— масса льда,
— удельная теплоемкость воды,
и
— конечная и
начальная температура соответственно.
Выразим отсюда массу льда и найдем её:
Теперь рассмотрим процесс, когда лед получит от нагревателя 70 кДж:
Таким образом, количества теплоты, которое система получит от нагревателя не хватит, чтобы полностью расплавить лед,
значит, температура будет равна 0 .
Критерии оценивания выполнения задачи | Баллы |
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: | 2 |
I) записаны положения теории и физические законы, | |
закономерности, применение которых необходимо для решения | |
задачи выбранным способом (в данном случае: формула количества теплоты, требуемая для плавления тела, формула количества теплоты, которое требуется для нагрева тела, уравнение теплового баланса); | |
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения | |
физических величин (за исключением обозначений констант, | |
указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии | |
задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при | |
написании физических законов); | |
III) представлены необходимые математические преобразования, | |
приводящие к правильному ответу; | |
IV) представлен правильный ответ | |
Правильно записаны все необходимые положения теории, | 1 |
физические законы, закономерности, и проведены преобразования, | |
направленные на решение задачи, но имеется один или несколько | |
из следующих недостатков. | |
| |
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном | |
объёме или отсутствуют. | |
И (ИЛИ)
| |
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение | |
(возможно, неверные), которые не отделены от решения | |
и не зачёркнуты. | |
И (ИЛИ)
| |
В необходимых математических преобразованиях допущены | |
ошибки, и (или) в математических преобразованиях пропущены | |
логически важные шаги. | |
И (ИЛИ)
| |
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе | |
в записи единиц измерения величины) |
|
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным | 0 |
критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | |
Максимальный балл | 2 |
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Железному и алюминиевому шарикам сообщили количество теплоты , при этом их температуры повысили на
одинаковое значение. Найдите отношение массы железного шарика к массе алюминиевого:
. (Ответ округлите до
десятых.)
Количество теплоты, которое подводили к телу, находится по формуле:
где – теплоемкость тела,
– масса тела,
— изменение температуры.
Выразим отсюда массу тела:
Для железного и алюминиевого шарика имеем:
Найдем отношение их масс:
Критерии оценивания выполнения задачи | Баллы |
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: | 2 |
I) записаны положения теории и физические законы, | |
закономерности, применение которых необходимо для решения | |
задачи выбранным способом (в данном случае: формула количества теплоты, которое требуется для нагрева тела); | |
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения | |
физических величин (за исключением обозначений констант, | |
указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии | |
задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при | |
написании физических законов); | |
III) представлены необходимые математические преобразования, | |
приводящие к правильному ответу; | |
IV) представлен правильный ответ | |
Правильно записаны все необходимые положения теории, | 1 |
физические законы, закономерности, и проведены преобразования, | |
направленные на решение задачи, но имеется один или несколько | |
из следующих недостатков. | |
| |
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном | |
объёме или отсутствуют. | |
И (ИЛИ)
| |
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение | |
(возможно, неверные), которые не отделены от решения | |
и не зачёркнуты. | |
И (ИЛИ)
| |
В необходимых математических преобразованиях допущены | |
ошибки, и (или) в математических преобразованиях пропущены | |
логически важные шаги. | |
И (ИЛИ)
| |
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе | |
в записи единиц измерения величины) |
|
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным | 0 |
критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | |
Максимальный балл | 2 |
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Свинцовому и медному шарикам сообщили количество теплоты , при этом их температуры повысили на одинаковое значение,
найдите отношение массы о шарика к
. Ответ округлите до целого числа.
Количество теплоты, которое подводили к телу, находится по формуле:
где — изменение температуры.
Выразим отсюда массу тела:
Для свинцового и медного шарика имеем:
Найдем отношение их масс:
Критерии оценивания выполнения задачи | Баллы |
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: | 2 |
I) записаны положения теории и физические законы, | |
закономерности, применение которых необходимо для решения | |
задачи выбранным способом (в данном случае: формула количества теплоты, которое требуется для нагрева тела); | |
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения | |
физических величин (за исключением обозначений констант, | |
указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии | |
задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при | |
написании физических законов); | |
III) представлены необходимые математические преобразования, | |
приводящие к правильному ответу; | |
IV) представлен правильный ответ | |
Правильно записаны все необходимые положения теории, | 1 |
физические законы, закономерности, и проведены преобразования, | |
направленные на решение задачи, но имеется один или несколько | |
из следующих недостатков. | |
| |
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном | |
объёме или отсутствуют. | |
И (ИЛИ)
| |
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение | |
(возможно, неверные), которые не отделены от решения | |
и не зачёркнуты. | |
И (ИЛИ)
| |
В необходимых математических преобразованиях допущены | |
ошибки, и (или) в математических преобразованиях пропущены | |
логически важные шаги. | |
И (ИЛИ)
| |
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе | |
в записи единиц измерения величины) |
|
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным | 0 |
критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | |
Максимальный балл | 2 |
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В кастрюлю с воды температурой
долили
кипятка температурой
Какова будет
температура воды после установления теплового равновесия? Теплообменом с окружающей средой и теплоемкостью кастрюли
пренебречь.
После установления теплового равновесия температура воды в кастрюле составит .
Вода получит количество теплоты, равное:
Кипяток отдаст количество теплоты, равное:
где и
— количество теплоты, отданное кипятком и полученное водой соответственно,
— удельная теплоемкость
воды.
Так как теплообменом с окружающей средой и теплоемкостью кастрюли пренебрегаем, то можно считать, что отданное количество
теплоты равно принятому количеству теплоты.
Приравняем эти два уравнения:
Выразим отсюда температуру воды после установления теплового равновесия:
Критерии оценивания выполнения задачи | Баллы |
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: | 2 |
I) записаны положения теории и физические законы, | |
закономерности, применение которых необходимо для решения | |
задачи выбранным способом (в данном случае: формула количества теплоты, которое требуется для нагрева и охлаждения тела, уравнение теплового баланса); | |
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения | |
физических величин (за исключением обозначений констант, | |
указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии | |
задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при | |
написании физических законов); | |
III) представлены необходимые математические преобразования, | |
приводящие к правильному ответу; | |
IV) представлен правильный ответ | |
Правильно записаны все необходимые положения теории, | 1 |
физические законы, закономерности, и проведены преобразования, | |
направленные на решение задачи, но имеется один или несколько | |
из следующих недостатков. | |
| |
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном | |
объёме или отсутствуют. | |
И (ИЛИ)
| |
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение | |
(возможно, неверные), которые не отделены от решения | |
и не зачёркнуты. | |
И (ИЛИ)
| |
В необходимых математических преобразованиях допущены | |
ошибки, и (или) в математических преобразованиях пропущены | |
логически важные шаги. | |
И (ИЛИ)
| |
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе | |
в записи единиц измерения величины) |
|
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным | 0 |
критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | |
Максимальный балл | 2 |
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В калориметр с водой температуры бросают лед при температуре
. В результате этого процесса масса воды
увеличилась на
кг. Найдите начальную массу воды. (Ответ дайте в граммах.)
Вода будет охлаждаться до 0 , то есть в этом процессе лед получит количество теплоты, равное:
где — масса воды,
— удельная теплоемкость воды,
— установившаяся температура.
В то же время 0,042 кг льда расплавится. Значит, количество теплоты можно найти также по формуле:
где — удельная теплота плавления льда.
Приравняем эти два уравнения и выразим начальную массу воды:
Критерии оценивания выполнения задачи | Баллы |
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: | 2 |
I) записаны положения теории и физические законы, | |
закономерности, применение которых необходимо для решения | |
задачи выбранным способом (в данном случае: формула количества теплоты, требуемая для плавления тела, формула количества теплоты, которое требуется для охлаждения тела, уравнение теплового баланса); | |
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения | |
физических величин (за исключением обозначений констант, | |
указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии | |
задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при | |
написании физических законов); | |
III) представлены необходимые математические преобразования, | |
приводящие к правильному ответу; | |
IV) представлен правильный ответ | |
Правильно записаны все необходимые положения теории, | 1 |
физические законы, закономерности, и проведены преобразования, | |
направленные на решение задачи, но имеется один или несколько | |
из следующих недостатков. | |
| |
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном | |
объёме или отсутствуют. | |
И (ИЛИ)
| |
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение | |
(возможно, неверные), которые не отделены от решения | |
и не зачёркнуты. | |
И (ИЛИ)
| |
В необходимых математических преобразованиях допущены | |
ошибки, и (или) в математических преобразованиях пропущены | |
логически важные шаги. | |
И (ИЛИ)
| |
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе | |
в записи единиц измерения величины) |
|
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным | 0 |
критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | |
Максимальный балл | 2 |
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В калориметр с водой массой кг бросают лед при температуре
. В результате этого процесса масса воды
увеличилась на
кг. Найдите начальную температуру воды. (Ответ дайте в градусах Цельсия и округлите до
целых.)
Вода будет охлаждаться до то есть в этом процессе лед получит количество теплоты, равное:
где — масса воды,
— удельная теплоемкость воды,
— установившаяся температура,
— начальная температура.
В то же время 0,5 кг льда расплавится. Значит, количество теплоты можно найти также по формуле:
где — удельная теплота плавления льда.
Приравняем эти два уравнения и выразим начальную температуру воды:
Критерии оценивания выполнения задачи | Баллы |
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: | 2 |
I) записаны положения теории и физические законы, | |
закономерности, применение которых необходимо для решения | |
задачи выбранным способом (в данном случае: формула количества теплоты, требуемая для плавления тела, формула количества теплоты, которое требуется для охлаждения тела, уравнение теплового баланса); | |
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения | |
физических величин (за исключением обозначений констант, | |
указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии | |
задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при | |
написании физических законов); | |
III) представлены необходимые математические преобразования, | |
приводящие к правильному ответу; | |
IV) представлен правильный ответ | |
Правильно записаны все необходимые положения теории, | 1 |
физические законы, закономерности, и проведены преобразования, | |
направленные на решение задачи, но имеется один или несколько | |
из следующих недостатков. | |
| |
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном | |
объёме или отсутствуют. | |
И (ИЛИ)
| |
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение | |
(возможно, неверные), которые не отделены от решения | |
и не зачёркнуты. | |
И (ИЛИ)
| |
В необходимых математических преобразованиях допущены | |
ошибки, и (или) в математических преобразованиях пропущены | |
логически важные шаги. | |
И (ИЛИ)
| |
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе | |
в записи единиц измерения величины) |
|
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным | 0 |
критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | |
Максимальный балл | 2 |
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В калориметр, с водой массой , опустили лед температурой
и массой 112 г. Начальная температура калориметра и воды
. При наступлении теплового равновесия температура воды и калориметра стала равной
. Чему равна масса
? Теплоёмкостью калориметра пренебречь.
Кусок льда для начала растопился, получив количество теплоты
где – удельная теплота плавления льда,
– масса льда. А затем он нагрелся до температуры
, получив количество
теплоты
Эта теплота будет образована за счет охлаждения воды
где – удельная теплоемкость воды. Откуда масса воды
Критерии оценивания выполнения задачи | Баллы |
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: | 2 |
I) записаны положения теории и физические законы, | |
закономерности, применение которых необходимо для решения | |
задачи выбранным способом (в данном случае: формула количества теплоты, требуемая для плавления тела, формула количества теплоты, которое требуется для нагрева и охлаждения тела, уравнение теплового баланса); | |
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения | |
физических величин (за исключением обозначений констант, | |
указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии | |
задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при | |
написании физических законов); | |
III) представлены необходимые математические преобразования, | |
приводящие к правильному ответу; | |
IV) представлен правильный ответ | |
Правильно записаны все необходимые положения теории, | 1 |
физические законы, закономерности, и проведены преобразования, | |
направленные на решение задачи, но имеется один или несколько | |
из следующих недостатков. | |
| |
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном | |
объёме или отсутствуют. | |
И (ИЛИ)
| |
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение | |
(возможно, неверные), которые не отделены от решения | |
и не зачёркнуты. | |
И (ИЛИ)
| |
В необходимых математических преобразованиях допущены | |
ошибки, и (или) в математических преобразованиях пропущены | |
логически важные шаги. | |
И (ИЛИ)
| |
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе | |
в записи единиц измерения величины) |
|
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным | 0 |
критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | |
Максимальный балл | 2 |
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В калориметр, с водой массой опустили трубку и стали впускать по ней водяной пар температурой
Начальная
температура калориметра и воды
В некоторый момент времени масса воды перестает увеличиваться,
хотя пар продолжают впускать. Чему равна первоначальная масса воды, если масса сконденсировавшегося пара
На конденсацию пара, массой потребовалось
где – удельная теплота парообразования Так как в некоторый момент масса воды перестала увеличиваться, значит, ее
температура достигла 100 °С. Следовательно, для нагревания воды массой
с 0
до 100
было затрачено
Дж теплоты.
Имеем:
, где – удельная теплоемкость воды;
– изменение температуры.
Откуда масса воды
Критерии оценивания выполнения задачи | Баллы |
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: | 2 |
I) записаны положения теории и физические законы, | |
закономерности, применение которых необходимо для решения | |
задачи выбранным способом (в данном случае: формула количества теплоты, требуемая для конденсации пара, формула количества теплоты, которое требуется для нагрева тела, уравнение теплового баланса); | |
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения | |
физических величин (за исключением обозначений констант, | |
указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии | |
задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при | |
написании физических законов); | |
III) представлены необходимые математические преобразования, | |
приводящие к правильному ответу; | |
IV) представлен правильный ответ | |
Правильно записаны все необходимые положения теории, | 1 |
физические законы, закономерности, и проведены преобразования, | |
направленные на решение задачи, но имеется один или несколько | |
из следующих недостатков. | |
| |
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном | |
объёме или отсутствуют. | |
И (ИЛИ)
| |
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение | |
(возможно, неверные), которые не отделены от решения | |
и не зачёркнуты. | |
И (ИЛИ)
| |
В необходимых математических преобразованиях допущены | |
ошибки, и (или) в математических преобразованиях пропущены | |
логически важные шаги. | |
И (ИЛИ)
| |
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе | |
в записи единиц измерения величины) |
|
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным | 0 |
критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | |
Максимальный балл | 2 |
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В начале процесса температура куска свинца массой равнялась
. Ему передали количество теплоты, равное 47,7
кДж. Температура плавления свинца
Какова масса расплавившейся части свинца? Тепловыми потерями
пренебречь.
Источники:
Для начала свинец нагрели до температуры плавления , передав ему количество теплоты
где – удельная теплоемкость свинца,
– масса свинца,
– начальная температура свинца.
Оставшееся количество теплоты пошло на расплавку свинца массой
где – удельная теплота плавления свинца.
и в сумме они дадут 47,7 кДж
Откуда масса расплавившейся части
Критерии оценивания выполнения задачи | Баллы |
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: | 2 |
I) записаны положения теории и физические законы, | |
закономерности, применение которых необходимо для решения | |
задачи выбранным способом (в данном случае: формула количества теплоты, требуемая для плавления тела, формула количества теплоты, которое требуется для нагрева тела, уравнение теплового баланса); | |
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения | |
физических величин (за исключением обозначений констант, | |
указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии | |
задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при | |
написании физических законов); | |
III) представлены необходимые математические преобразования, | |
приводящие к правильному ответу; | |
IV) представлен правильный ответ | |
Правильно записаны все необходимые положения теории, | 1 |
физические законы, закономерности, и проведены преобразования, | |
направленные на решение задачи, но имеется один или несколько | |
из следующих недостатков. | |
| |
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном | |
объёме или отсутствуют. | |
И (ИЛИ)
| |
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение | |
(возможно, неверные), которые не отделены от решения | |
и не зачёркнуты. | |
И (ИЛИ)
| |
В необходимых математических преобразованиях допущены | |
ошибки, и (или) в математических преобразованиях пропущены | |
логически важные шаги. | |
И (ИЛИ)
| |
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе | |
в записи единиц измерения величины) |
|
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным | 0 |
критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | |
Максимальный балл | 2 |
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В калориметр с водой температуры и массой 400 г бросают лед массой 50 г при температуре
Определите будет
ли плавать в воде лёд при наступлении теплового равновесия. (Ответ дайте в граммах.)
Вода охлаждается за счет того, что отдает теплоту льду, при этом, кусок льда плавится. Запишем уравнение теплового
баланса:
- количество теплоты, отданное водой
Поскольку количество теплоты, которое может отдать вода при охлаждении до 0 больше, чем необходимая теплота для плавления льда, то лед полностью растает.
Критерии оценивания выполнения задачи | Баллы |
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: | 2 |
I) записаны положения теории и физические законы, | |
закономерности, применение которых необходимо для решения | |
задачи выбранным способом (в данном случае: формула количества теплоты при охлаждении тела, формула количества теплоты при плавлении льда); | |
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения | |
физических величин (за исключением обозначений констант, | |
указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии | |
задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при | |
написании физических законов); | |
III) представлены необходимые математические преобразования, | |
приводящие к правильному ответу; | |
IV) представлен правильный ответ | |
Правильно записаны все необходимые положения теории, | 1 |
физические законы, закономерности, и проведены преобразования, | |
направленные на решение задачи, но имеется один или несколько | |
из следующих недостатков. | |
| |
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном | |
объёме или отсутствуют. | |
И (ИЛИ)
| |
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение | |
(возможно, неверные), которые не отделены от решения | |
и не зачёркнуты. | |
И (ИЛИ)
| |
В необходимых математических преобразованиях допущены | |
ошибки, и (или) в математических преобразованиях пропущены | |
логически важные шаги. | |
И (ИЛИ)
| |
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе | |
в записи единиц измерения величины) |
|
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным | 0 |
критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | |
Максимальный балл | 2 |
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Для определения удельной теплоёмкости вещества тело массой 450 г, нагретое до температуры , опустили в калориметр,
содержащий 200 г воды. Начальная температура калориметра с водой
. После установления теплового равновесия температура
тела и воды стала равна
. Определите удельную теплоёмкость вещества исследуемого тела и округлите до целых.
Теплоёмкостью калориметра пренебречь.
После установления теплового равновесия температура воды в калориметре составит . Вода получит количество теплоты,
равное:
где – удельная теплоёмкость воды,
– масса воды,
– начальная температура воды.
Тело отдаст количество теплоты, равное:
где – удельная теплоёмкость тела,
– масса тела,
– начальная температура тела.
Так как теплообменом с окружающей средой и теплоемкостью калориметра пренебрегаем, то можно считать, что отданное количество теплоты равно принятому количеству теплоты.
Приравняем эти два уравнения:
Отсюда удельная теплоёмкость вещества исследуемого тела:
Критерии оценивания выполнения задачи | Баллы |
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: | 2 |
I) записаны положения теории и физические законы, | |
закономерности, применение которых необходимо для решения | |
задачи выбранным способом (в данном случае: формула количества теплоты при нагреве тела, формула количества теплоты при охлаждении тела, уравнение теплового баланса); | |
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения | |
физических величин (за исключением обозначений констант, | |
указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии | |
задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при | |
написании физических законов); | |
III) представлены необходимые математические преобразования, | |
приводящие к правильному ответу; | |
IV) представлен правильный ответ | |
Правильно записаны все необходимые положения теории, | 1 |
физические законы, закономерности, и проведены преобразования, | |
направленные на решение задачи, но имеется один или несколько | |
из следующих недостатков. | |
| |
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном | |
объёме или отсутствуют. | |
И (ИЛИ)
| |
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение | |
(возможно, неверные), которые не отделены от решения | |
и не зачёркнуты. | |
И (ИЛИ)
| |
В необходимых математических преобразованиях допущены | |
ошибки, и (или) в математических преобразованиях пропущены | |
логически важные шаги. | |
И (ИЛИ)
| |
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе | |
в записи единиц измерения величины) |
|
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным | 0 |
критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | |
Максимальный балл | 2 |
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В стакан калориметра, содержащий 250 г воды, опустили кусок льда массой 140 г, имевшего температуру . После того как
наступило тепловое равновесие, весь лёд растаял, и температура воды стала равной
. Определите начальную температуру воды.
Теплоёмкостью калориметра и теплообменом с окружающей средой пренебречь
1. Так как потери по условию отсутствуют, то всё количество теплоты, отданное водой при охлаждении от начальной
температуры до
, пошло на плавление льда, имеющего температуру плавления. Запишем уравнение теплового
баланса:
откуда
где и
– удельная теплоёмкость и масса воды соответственно,
и
– удельная теплота плавления и масса
растаявшего льда.
2. Подставив числовые значения, получим искомую величину:
Критерии оценивания выполнения задачи | Баллы |
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: | 2 |
I) записаны положения теории и физические законы, | |
закономерности, применение которых необходимо для решения | |
задачи выбранным способом (в данном случае: формулы для количества теплоты, выделяющегося при охлаждении вещества, для количества теплоты, необходимого для плавления вещества, уравнение теплового баланса); | |
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения | |
физических величин (за исключением обозначений констант, | |
указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии | |
задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при | |
написании физических законов); | |
III) представлены необходимые математические преобразования, | |
приводящие к правильному ответу; | |
IV) представлен правильный ответ | |
Правильно записаны все необходимые положения теории, | 1 |
физические законы, закономерности, и проведены преобразования, | |
направленные на решение задачи, но имеется один или несколько | |
из следующих недостатков. | |
| |
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном | |
объёме или отсутствуют. | |
И (ИЛИ)
| |
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение | |
(возможно, неверные), которые не отделены от решения | |
и не зачёркнуты. | |
И (ИЛИ)
| |
В необходимых математических преобразованиях допущены | |
ошибки, и (или) в математических преобразованиях пропущены | |
логически важные шаги. | |
И (ИЛИ)
| |
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе | |
в записи единиц измерения величины) |
|
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным | 0 |
критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | |
Максимальный балл | 2 |
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В стакан калориметра, содержащий 400 г воды при температуре , опустили кусок льда, имевшего температуру
. Когда
наступило тепловое равновесие, весь лёд растаял, а температура воды стала равной
. Определите массу куска льда.
Теплоёмкостью калориметра и теплообменном с окружающей средой пренебречь.
Источники:
1. Так как потери энергии по условию отсутствуют, то всё количество теплоты, отданное водой при охлаждении от начальной
температуры до
, пошло на плавление льда, имеющего температуру плавления. Запишем уравнение теплового
баланса:
где и
– удельная теплоёмкость и масса воды соответственно,
и
– удельная теплота плавления и масса
растаявшего льда.
2. Подставив числовые значения, получим искомую величину:
Критерии оценивания выполнения задачи | Баллы |
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: | 2 |
I) записаны положения теории и физические законы, | |
закономерности, применение которых необходимо для решения | |
задачи выбранным способом (в данном случае: формулы для количества теплоты, выделяющегося при охлаждении вещества; для количества теплоты, необходимого для плавления вещества, уравнение теплового баланса); | |
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения | |
физических величин (за исключением обозначений констант, | |
указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии | |
задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при | |
написании физических законов); | |
III) представлены необходимые математические преобразования, | |
приводящие к правильному ответу; | |
IV) представлен правильный ответ | |
Правильно записаны все необходимые положения теории, | 1 |
физические законы, закономерности, и проведены преобразования, | |
направленные на решение задачи, но имеется один или несколько | |
из следующих недостатков. | |
| |
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном | |
объёме или отсутствуют. | |
И (ИЛИ)
| |
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение | |
(возможно, неверные), которые не отделены от решения | |
и не зачёркнуты. | |
И (ИЛИ)
| |
В необходимых математических преобразованиях допущены | |
ошибки, и (или) в математических преобразованиях пропущены | |
логически важные шаги. | |
И (ИЛИ)
| |
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе | |
в записи единиц измерения величины) |
|
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным | 0 |
критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | |
Максимальный балл | 2 |
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В кастрюле находится 0,5 кг воды температурой . Сколько потребуется времени, чтобы при помощи кипятильника мощностью
400 Вт выпарить 15% воды из кастрюли? Потерями тепла и теплоёмкостью кастрюли пренебречь
Поскольку теплоёмкостью кастрюли и потерями тепла можно пренебречь, в соответствии с уравнением теплового баланса
количество теплоты , переданное кипятильником, расходуется на нагревание воды и её частичное
парообразование.
количество теплоты, необходимое для нагревания воды до кипения, где
– удельная теплоёмкость воды,
,
и
– её масса, начальная температура и температура кипения соответственно.
количество теплоты, необходимое для частичного парообразования воды, где
– удельная теплота парообразования
воды,
– часть выкипевшей воды.
Для мощности можно записать:
В итоге получим:
Критерии оценивания выполнения задачи | Баллы |
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: | 2 |
I) записаны положения теории и физические законы, | |
закономерности, применение которых необходимо для решения | |
задачи выбранным способом (в данном случае: уравнение теплового баланса, формула количества теплоты, необходимого для нагревания и парообразования вещества, формула мощности); | |
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения | |
физических величин (за исключением обозначений констант, | |
указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии | |
задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при | |
написании физических законов); | |
III) представлены необходимые математические преобразования, | |
приводящие к правильному ответу; | |
IV) представлен правильный ответ | |
Правильно записаны все необходимые положения теории, | 1 |
физические законы, закономерности, и проведены преобразования, | |
направленные на решение задачи, но имеется один или несколько | |
из следующих недостатков. | |
| |
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном | |
объёме или отсутствуют. | |
И (ИЛИ)
| |
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение | |
(возможно, неверные), которые не отделены от решения | |
и не зачёркнуты. | |
И (ИЛИ)
| |
В необходимых математических преобразованиях допущены | |
ошибки, и (или) в математических преобразованиях пропущены | |
логически важные шаги. | |
И (ИЛИ)
| |
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе | |
в записи единиц измерения величины) |
|
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным | 0 |
критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | |
Максимальный балл | 2 |
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
В термос с водой массой 400 г при температуре опускают бутылочку с детским питанием, в результате чего она нагревается
до температуры
. Определите теплоёмкость бутылочки с питанием, если её начальная температура была равна
.
Теплоёмкостью термоса пренебречь.
Согласно уравнению теплового баланса , где
и
– количества теплоты, полученные, соответственно, водой в
термосе и бутылочкой.
где и
,
и
– массы и начальные температуры воды и бутылочки соответственно,
и
– удельная
теплоёмкость воды и теплоёмкость бутылочки,
– конечная температура тел.
В итоге определим теплоёмкость бутылочки:
Критерии оценивания выполнения задачи | Баллы |
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: | 2 |
I) записаны положения теории и физические законы, | |
закономерности, применение которых необходимо для решения | |
задачи выбранным способом (в данном случае: уравнение теплового баланса, формула количества теплоты для нагрева и охлаждения тела); | |
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения | |
физических величин (за исключением обозначений констант, | |
указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии | |
задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при | |
написании физических законов); | |
III) представлены необходимые математические преобразования, | |
приводящие к правильному ответу; | |
IV) представлен правильный ответ | |
Правильно записаны все необходимые положения теории, | 1 |
физические законы, закономерности, и проведены преобразования, | |
направленные на решение задачи, но имеется один или несколько | |
из следующих недостатков. | |
| |
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном | |
объёме или отсутствуют. | |
И (ИЛИ)
| |
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение | |
(возможно, неверные), которые не отделены от решения | |
и не зачёркнуты. | |
И (ИЛИ)
| |
В необходимых математических преобразованиях допущены | |
ошибки, и (или) в математических преобразованиях пропущены | |
логически важные шаги. | |
И (ИЛИ)
| |
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе | |
в записи единиц измерения величины) |
|
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным | 0 |
критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | |
Максимальный балл | 2 |