Dział 8: Termodynamika
Bilans cieplny i przemiany fazowe
Teoria, przykłady i zadania z rozwiązaniami krok po kroku – fizyka, liceum – rozszerzenie.
Ćwicz ten temat
Trening z podpowiedziami i rozwiązaniami krok po kroku, szybkie strzały i za każdym razem nowe zadania – po założeniu konta. Konto demo jest bezpłatne.
W układzie izolowanym ciepło oddane przez ciała cieplejsze równa się ciepłu pobranemu przez chłodniejsze.
Ogrzewanie
Q = m c ΔT
Przemiany fazowe
Q = m L – topnienie/krzepnięcie (Lt wody 335 kJ/kg), parowanie/skraplanie (Lp ≈ 2,26 MJ/kg); temperatura stała.
Bilans
Σ Qoddane = Σ Qpobrane; sprawdź, czy cały lód się stopi.
Przykład 1
Ile ciepła stopi 0,2 kg lodu w 0 °C?
Pokaż rozwiązanie
0,2 · 335 = 67 kJ.
Uwaga! Zawsze najpierw sprawdź, czy ciepła wystarczy na całą przemianę fazową.
Przykładowe zadania z rozwiązaniami
Zadanie 1
Kawałek (aluminium, c = 900 J/(kg·K)) o masie 0,5 kg i temperaturze 100 °C wrzucono do 2 kg wody o 20 °C. Oblicz temperaturę końcową (do 0,1 °C).
Pokaż rozwiązanie
Odpowiedź: 24,1
- T = (m₁c₁t₁ + m₂c₂t₂) : (m₁c₁ + m₂c₂) ≈ 24,1 °C
Zadanie 2
Kawałek (miedź, c = 380 J/(kg·K)) o masie 0,2 kg i temperaturze 100 °C wrzucono do 1 kg wody o 20 °C. Oblicz temperaturę końcową (do 0,1 °C).
Pokaż rozwiązanie
Odpowiedź: 21,4
- T = (m₁c₁t₁ + m₂c₂t₂) : (m₁c₁ + m₂c₂) ≈ 21,4 °C
Zadanie 3
Podczas topnienia energia wewnętrzna substancji:
- A. rośnie tylko z temperaturą
- B. nie zmienia się
- C. rośnie skokowo, mimo stałej temperatury
- D. maleje
Pokaż rozwiązanie
Odpowiedź: rośnie skokowo, mimo stałej temperatury
- rośnie skokowo, mimo stałej temperatury
Chcesz rozwiązywać takie zadania?
Załóż konto i ćwicz z podpowiedziami – każde zadanie sprawdzimy i pokażemy rozwiązanie. Konto demo jest bezpłatne.