Page 7 - Fizyka, Zrozumieć Fizykę, kart pracy, poziom rozszerzony, klasa 2

g
3
2.2. W naczyniu znajduje się m = 0,9 cm 3 ∙ 750 cm = 675 g lodu i m = 225 g wody.
2
1
Temperatura tej mieszaniny jest równa 0°C. Dolewamy do niej wody o masie m = 2 kg i tem-
3
peraturze t = 45°C.
3
Zakładamy, że ciepło przepływa tylko od gorącej wody do lodu i zimnej wody. Temperaturę
końcową wody w naczyniu, uzyskaną po tej wymianie ciepła oznaczmy symbolem t. 7. Hydrostatyka i wstęp do zjawisk cieplnych
Ciepło pobrane wynosi: Zgodnie z treścią zadania
Q = m L + m c (t - 0°C) + m c (t - 0°C) pomijamy wymianę ciepła
1 w
2 w
1
1 t
z otoczeniem.
Ciepło oddane wynosi:
Q = m c (t - t)
2
3 w 3
Zgodnie z bilansem cieplnym możemy zapisać:
Q = Q 2
1
m L + m c (t - 0°C) + m c (t - 0°C) = m c (t - t)
3 w
3
1 t
1 w
2 w
Po przekształceniach otrzymujemy:
J
mc t - m L t 2 kg$ 4200 kg C °$ J $ 45°C- , 0675 kg$ 335 000 kg
3
1
w 3
t = = J . 12 ,5°C
(m + m + m 3 )c w ^ , 0 675 kg+ , 0 225 kg+ 2 kg $ h 4200 kg C
2
1
°
$
Odpowiedź: Końcowa temperatura wody będzie równa ok. 12,5°C.
Punktacja: Normalne ciśnienie atmosferyczne
1 pkt za obliczenie masy lodu i wody w naczyniu jest równe 1013,25 hPa.
1 pkt za poprawne zapisanie za pomocą wzoru ciepła pobranego lub ciepła oddanego
1 pkt za ułożenie poprawnego równania bilansu cieplnego
1 pkt za obliczenie końcowej temperatury

2.3. Zaznaczamy: 1. P, 2. F, 3. P

1. Gorąca woda, którą wlano do naczynia z lodem i wodą, odda część ciepła do otoczenia (naczy-
nie, powietrze). Lód i woda w naczyniu pobiorą mniej ciepła niż przyjęto w obliczeniach, więc
końcowa temperatura wody w naczyniu będzie niższa niż obliczona. Zdanie jest prawdziwe.

2. Ilość ciepła oddanego do otoczenia (naczynie, powietrze) zależy od masy naczynia, a także
od ciepła właściwego oraz przewodnictwa cieplnego materiału, z którego naczynie jest wyko-
nane.
3. Ciecze parują w każdej temperaturze. Podczas doświadczenia wyparuje niewielka masa wody
– tym większa, im dłużej będzie trwało wyrównywanie temperatur. Zdanie jest prawdziwe.

Punktacja: 1 pkt za wszystkie poprawne odpowiedzi

Warto zapamiętać:
• Jednostką ciepła właściwego jest zarówno J , jak i J .
kg K kg $ °C
$
• Warunkiem przepływu ciepła między dwoma stykającymi się ciałami jest występowanie między tymi ciałami
różnicy temperatur.
• Temperatura mieszaniny wody z lodem jest przy normalnym ciśnieniu atmosferycznym równa 0°C.
• W układzie izolowanym ciepło pobrane przez jedno ciało jest równe ciepłu oddanemu przez drugie ciało.

7