Раздел 05. Тепловые процессы

Часть А (выбор)

Сложность 1

05.1 Максимально возможный КПД тепловой машины равен:

1)        2)       3)      4)       5) 100%

05.2 Температуру нагревателя и холодильника идеальной тепловой машины увеличили на одну и ту же величину. При этом максимальный КПД машины:

1) увеличился 2) уменьшился  3) не изменился

4) стал равным 100%       5) данных недостаточно

05.3 Температура нагревателя идеальной тепловой машины 800 К, температура холодильника 400 К. Максимальный КПД этой тепловой машины равен:

1) 25% 2) 30%  3) 50% 4) 60%  5) 100%

05.4 Тепловая машина получила 40 кДж теплоты и совершила работу 10 кДж. КПД этой тепловой машины равен:

1) 20%     2) 10% 3) 50% 4) 25% 5) 15%

05.5 КПД тепловой машины 40%. Машина совершила работу 1,2 кДж. Количество теплоты, полученное от нагревателя, равно:

1) 1,2 кДж 2) 2,4 кДж 3) 3 кДж 4) 4,8 кДж 5) 3,6 кДж

05.6 Удельная теплота парообразования воды  Количество теплоты, которое необходимо сообщить 1 кг кипящей воды, чтобы ее полностью испарить, равно:

1) 0 2) 2,3^.10⁶ Дж 3) 4,6^.10⁶ Дж 4) 6,9^.10⁶ Дж 5) 1,15^.10⁶ Дж

05.7 Для того, чтобы нагреть воду массой m от 280 К до 310 К, воде сообщили количество теплоты Q. Для того, чтобы нагреть эту же воду от 310 К до 340 К, воде нужно сообщить количество теплоты, равное:

1) 2Q 2) 1,5Q 3) Q 4) 0,5Q 5) 2,5Q

05.8 Удельная теплоемкость воды в два раза больше удельной теплоемкости льда. Массы воды и льда одинаковы. Для того, чтобы нагреть воду от 300 К до 320 К, воде сообщили количество теплоты Q. Для того, чтобы нагреть лед от 250 К до 270 К, ему нужно сообщить количество теплоты, равное:

1) 0,25Q 2) 0,5Q 3) Q 4) 2Q 5) 2,5Q

05.9 Удельная теплота плавления льда . Лед находится при 0⁰С. Масса льда, которая расплавится, если ему сообщить 5^.10⁴ теплоты, равна:

1) 0,5 кг   2) 1 кг 3) 1,5 кг  4) 2 кг  5) 2,5 кг

05.10 Образец свинца находился в горячей печи в течение длительного времени. График, представленный на рисунке, показывает изменение температуры образца. В течение всего времени со свинцом происходили следующие процессы:

1) Свинец нагревался, затем частично расплавился.

2) Свинец нагревался, затем полностью расплавился.

3) Свинец нагревался, затем частично расплавился, жидкая часть свинца нагревалась.

4) Свинец нагревался, полностью расплавился, затем жидкий свинец нагревался.

5) Свинец все время нагревался.

05.11 Какое количество теплоты требуется для того, чтобы температуру стальной детали массой 20 кг увеличить на 5⁰ С? Удельная теплоемкость стали 460 Дж/(кг×К).

1) 4600 Дж 2) 46000 Дж 3) 23000 Дж 4) 2300 Дж     5) 1150 Дж

05.12 Какую массу спирта необходимо сжечь, чтобы выделилось 5,4×10⁷ Дж теплоты? Удельная теплота сгорания спирта 2,7×10⁷ Дж/кг.

1) 14,6×10¹⁴ кг 2) 0,5 кг 3) 0,02 кг 4) 2 кг 5) 0,2 кг

05.13 Нагретый кирпич массой 4 кг, охлаждаясь в воде на 2⁰С, отдает ей 7040 Дж энергии. Чему равна удельная теплоемкость кирпича?

1) 880 Дж/(кг×К) 2) 56320 Дж/(кг×К) 3) 0,001 Дж/(кг×К)

4) 3520 Дж/(кг×К) 5) 4200 Дж/(кг×К)

05.14 Какое количество теплоты выделяется при полном сгорании 5 тонн антрацита? Удельная теплота сгорания антрацита 3×10⁷ Дж/кг.

1) 1,5×10⁸ Дж 2) 6×10⁶ Дж 3) 6×10³ Дж 4) 1,5×10¹⁰ Дж 5) 1,5×10¹¹ Дж

05.15 Какое количество теплоты выделится при кристаллизации 0,5 кг ртути, находящейся при температуре плавления? Удельная теплота плавления ртути равна 1,2×10⁴ Дж/кг.

1) 24×10³ Дж 2) 6×10³ Дж 3) 1,2×10⁴ Дж 4) 6×10⁴ Дж 5) 1,2×10³ Дж

05.16 При нагревании 0,5 кг графита на 10⁰С ему сообщили 3750 Дж теплоты. Удельная теплоемкость графита равна

1) 375 Дж/(кг×К) 2) 3750 Дж/(кг×К) 3) 7500 Дж/(кг×К)

4) 750 Дж/(кг×К) 5) 1500 Дж/(кг×К)

05.17 Какое количество теплоты потребуется для того, чтобы превратить в пар 300 г цинка при температуре кипения? Удельная теплота парообразования цинка равна 1,8×10⁶ Дж/кг.

1) 6000 Дж 2) 6×10⁶ Дж 3) 5,4×10⁶ Дж 4) 5,4×10⁵ Дж 5) 5,4×10⁷ Дж

05.18 Железный брусок массой 120 г нагрели на 70⁰С. Какое количество теплоты было сообщено бруску? Удельная теплоемкость железа 460 Дж/(кг×К).

1) 3864000 Дж 2) 38640 Дж 3) 3864 Дж 4) 386400 Дж     5) 18,3 Дж

05.19 Для того, чтобы превратить в пар 0,5 кг свинца при температуре кипения, потребуется 430000 Дж теплоты. Удельная теплота парообразования свинца равна

1) 430000 Дж/кг 2) 860000 Дж/кг 3) 1720000 Дж/кг

4) 215000 Дж/кг 5) 2150000 Дж/кг

05.20 Какое количество теплоты необходимо сообщить телу, чтобы повысить его температуру на 50 К? Теплоемкость тела 300 Дж/К.

1) 1500 Дж 2) 15000 Дж 3) 6 Дж 4) 250 Дж         5) 60000 Дж

05.21 Куску льда массой 1 кг, находящемуся в теплоизолированном сосуде при температуре
-5⁰ С, сообщили 10000 Дж теплоты. Начнется ли плавление льда? Удельная теплоемкость льда 2100 Дж/(кг×К).

1) начнется, но лед растает не полностью

2) начнется, и лед полностью растает

3) начнется, лед полностью растает, полученная вода нагреется

4) не начнется

5) данных недостаточно

05.22 Когда вода замерзает, она…

1) поглощает некоторое количество теплоты

2) выделяет некоторое количество теплоты

3) не поглощает и не выделяет тепло

4) поглощает или выделяет тепло в зависимости от температуры окружающей среды

5) поглощает или выделяет тепло в зависимости от количества воды

05.23 Какое количество теплоты нужно сообщить 1 кг воды, имеющей температуру 0⁰ С, чтобы нагреть ее до кипения? Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг×К).

1) 4200 Дж  2) 42000 Дж   3) 420000 Дж       4) 4,2×10⁶ Дж

5) количество теплоты зависит от времени нагревания

05.24 Какая температура принята за 0⁰С?

1) температура льда    2) температура кипящей воды

3) температура тающего льда при нормальном атмосферном давлении

4) температура тающего льда, перемешанного с солью

5) температура кипящей воды при нормальном атмосферном давлении

05.25 Какое количество теплоты необходимо для нагревания 200 г алюминия от 20⁰ С до 30⁰ С? Удельная теплоемкость алюминия 910 Дж/(кг×К).

1) 9100 Дж    2) 1820 Дж     3) 45500 Дж     4) 182000 Дж     5) 3640 Дж

05.26 Какая температура принята за 100⁰С?

1) температура льда       2) температура кипящей воды

3) температура тающего льда при нормальном атмосферном давлении

4) температура тающего льда, перемешанного с солью

5) температура кипящей воды при нормальном атмосферном давлении

05.27 Какое количество теплоты необходимо для нагревания 100 г меди от 10⁰ С до 20⁰ С? Удельная теплоемкость меди 370 Дж/(кг×К).

1) 37000 Дж    2) 370 Дж     3) 370000 Дж     4) 111000 Дж     5) 1110 Дж

05.28 В облаке водяной пар превращается в кристаллы-снежинки. Нагревается или охлаждается в результате этого процесса окружающий воздух?

1) нагревается  2) охлаждается    3) не нагревается и не охлаждается

4) нагревается или охлаждается в зависимости от температуры окружающего воздуха

5) при подъеме вверх нагревается, при опускании охлаждается

05.29 Каким способом осуществляется передача энергии от Солнца к Земле?

1) теплопроводностью 2) излучением 3) конвекцией 4) работой

5) всеми перечисленными способами

05.30 В каком из перечисленных случаев энергия от одного тела к другому передается в основном теплопроводностью?

1) от нагретой поверхности Земли верхним слоям атмосферы

2) человеку, греющемуся у костра

3) от горячего утюга к разглаживаемой рубашке

4) человеку, согревающемуся бегом

5) во всех перечисленных случаях

05.31 Определить удельную теплоемкость стали, если для нагревания стальной детали массой 20 кг на 10 К требуется затратить 92000 Дж тепловой энергии.

1) 400 Дж/(кг×К) 2) 420 Дж/(кг×К) 3) 440 Дж/(кг×К) 4) 460 Дж/(кг×К) 5) 480 Дж/(кг×К)

05.32 Найти КПД дизельного двигателя, если для совершения полезной работы 27^.10⁷ Дж он потребляет 20 кг нефти. Удельная теплота сгорания нефти 5×10⁷ Дж/кг.

1) 25%  2) 26%    3) 27%   4) 28%       5) 29%

05.33 При закаливании детали в масляной ванне изменение ее температуры оказалось равным 700 К. Какое количество теплоты выделилось при остывании детали, если ее теплоемкость равна 30 Дж/К?

1) 23 Дж     2) 2100 Дж   3) 230 Дж      4) 21000 Дж      5) 23000 Дж

05.34 Какую массу воды можно нагреть на 5° С, сообщив ей 10500 Дж теплоты? Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг×К).

1) 0,25 кг    2) 0,5 кг     3) 1 кг     4) 1,5 кг         5) 2 кг

05.35 Какова теплоемкость тела, если при сообщении ему 600 Дж теплоты тело нагревается на 40 К?

1) 15 Дж/К     2) 30 Дж/К      3) 40 Дж/К       4) 60 Дж/К      5) 80 Дж/К

05.36 Какое количество теплоты нужно сообщить 2,8 кг воды, взятой при температуре 298 К, можно довести ее до кипения ? Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг×К).

1) 875 кДж   2) 880 кДж         3) 882 кДж       4) 886 кДж       5) 888 кДж

05.37 Температура стального бруска 290 К. Определить отношение количества теплоты, необходимого для его нагревания до температуры 350 К к количеству теплоты, необходимому для увеличения температуры бруска до 320 К.

1) 1,2     2) 1,5      3) 1,8        4) 2        5) 2,5

05.38 При понижении температуры холодильника максимальный КПД теплового двигателя

1) не меняется  2) увеличивается   3) уменьшается

4) ответ зависит от температуры нагревателя

5) однозначный ответ невозможен

05.39 Какое количество теплоты выделяется при прохождении пули сквозь препятствие, если ее скорость перед препятствием 400 м/с, а после прохождения препятствия 200 м/с? Масса пули 3 г.

1) 150 Дж 2) 180 Дж 3) 200 Дж  4) 250 Дж  5) 360 Дж

05.40 До какой температуры можно нагреть 0,2 кг воды, сообщив ей 8400 Дж теплоты? Начальная температура воды 10⁰ С. Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг^.К).

1) 284 К  2) 286 К  3) 288 К  4) 291 К  5) 293 К

 

Сложность 2

05.41 Для нагревания воды массой 0,5 кг в кастрюле до температуры 50 ^оС было затрачено количество теплоты Q = 69000 Дж. Определите начальную температуру воды, если удельная теплоемкость воды с = 4200 Дж/(кг ^. К) , теплоемкость кастрюли С = 200 Дж/K.

1) 287 К 2) 290 К 3) 293 К 4) 300 К 5) 303 К

05.42 Определить теплоемкость двигателя, если при ежеминутном выделении в нем энергии
6^.10⁵ Дж он прогревается от температуры 290 К до температуры 330 К за время 300 с. Считать, что все выделяющееся тепло идет на нагревание двигателя.

1) 45000 Дж/К 2) 55000 Дж/К 3) 65000 Дж/К 4) 75000 Дж/К 5) 85000 Дж/К

05.43 Какое количество воды, взятой при 0 ^оС, можно довести до кипения и затем испарить, если сообщить ей количество теплоты Q = 27200 Дж? Удельная теплоемкость воды с = 4200 Дж/(кг^.К), температура кипения воды 373 К, удельная теплота парообразования r = 2,3^.10⁶ Дж/кг.

1) 0,01 кг 2) 0,02 кг 3) 0,04 кг 4) 0,06 кг  5) 0,07 кг

05.44 За какое время прогреется двигатель от температуры 290 К до температуры 350 К, если ежеминутно на его нагревание идет количество теплоты Q = 12.10⁵ Дж? Теплоемкость двигателя
С = 70000 Дж/К.

1) 180 с 2) 190 с 3) 200 с 4) 210 с   5) 220 с

05.45 Горячее тело, температура которого 70 ^оС, приведено в соприкосновение с холодным телом с температурой 20 ^оС. В тепловом равновесии установилась температура 30 ^оС. Во сколько раз теплоемкость горячего тела меньше теплоемкости холодного тела? Тепловыми потерями пренебречь.

1) 2,5 2) 3,5 3) 1,5 4) 2 5) 4

05.46 На увеличение температуры льда массой 0,1 кг на DT₁ = 25 K и железа массой 1кг на
DT₂ = 10,5 K требуется одинаковое количество теплоты. Во сколько раз удельная теплоемкость железа меньше удельной теплоемкости льда?

1) 2,8 2) 3,6 3) 1,2 4) 2,4 5) 4,2

05.47 В сосуд налита горячая вода при температуре 362 К и холодная вода при температуре
290 К. Определите отношение массы холодной воды к массе горячей, если общая температура воды в сосуде стала равна 302 К. Тепловыми потерями и теплоемкостью сосуда пренебречь.

1) 0,1 2) 0,2 3) 0,5 4) 5 5) 10

05.48 Какое количество теплоты необходимо сообщить свинцу массой 4 кг, находящемуся при температуре 300 К, чтобы четвертая часть его расплавилась? Удельная теплоемкость свинца
с = 130 Дж/(кг^.К), удельная теплота плавления l = 2,5^.10⁴ Дж/кг, температура плавления свинца
600 К.

1) 156000 Дж   2)181000 Дж 3) 256000 Дж 4) 337000 Дж 5) 612000 Дж

05.49 Нужно смешать воду при температуре 50 ⁰С и воду при температуре 10 ⁰С так, чтобы температура смеси оказалась равна 20 ⁰С. Во сколько раз больше нужно взять холодной воды, чем горячей?

1) 2 2) 3 3) 4 4) 5 5) 6

05.50 Какое минимальное количество теплоты надо сообщить 2 кг льда, взятого при температуре t = -10 ⁰C, чтобы полностью его растопить? Удельная теплоемкость льда 2100 Дж/(кг.К), удельная теплота плавления льда 330^.10³ Дж/кг.

1) 210000 Дж 2)330000 Дж 3) 351000 Дж 4) 660000 Дж 5) 702000 Дж

05.51 Горячее тело при температуре 50 ⁰С приведено в соприкосновение с холодным телом при температуре 10 ⁰С. При достижении теплового равновесия установилась температура 20 ⁰С. Во сколько раз теплоемкость холодного тела больше теплоемкости горячего?

1) 3 2) 3,5 3) 4 4) 4,5  5) 5

05.52 В кастрюлю налита горячая вода при температуре 360 К и холодная вода при температуре 300 К. Определить отношение массы холодной воды к массе горячей, если общая температура в кастрюле стала равной 340 К. Теплоемкостью кастрюли пренебречь.

1) 0,5 2) 1 3) 1,5 4) 2 5) 5

05.53 При ковке двух одинаковых по объему брусков, одного медного, другого из золота, выделяется одинаковое количество теплоты. На сколько градусов нагреется золотой брусок, если медный нагрелся на 21⁰ С? Удельная теплоемкость меди 390 Дж/(кг^.К), удельная теплоемкость золота 130 Дж/(кг^.К). Отношение плотности золота к плотности меди равно 2,1.

1) 10⁰С 2) 13⁰С 3) 21⁰С 4) 30⁰С 5) 39⁰С

05.54 Какое количество теплоты необходимо затратить, чтобы 0,1 кг свинца, взятого при температуре 273 К, полностью расплавить? Температура плавления свинца 600 К, удельная теплоемкость 126 Дж/(кг^.К), удельная теплота плавления 22600 Дж/кг.

1) 3665,8 Дж 2)4120,2 Дж 3) 6380,2 Дж 4) 75600 Дж 5) 98200 Дж

05.55 Температура стального бруска Т. Определить Т, если отношение количества теплоты, необходимого для его нагревания до температуры 350 К к количеству теплоты, необходимому для увеличения температуры бруска до 320 К, равно 2.

1) 270 К 2) 310 К 3) 300 К 4) 290 К 5) 280 К

05.56 За какое время 2,8 кг воды, взятой при температуре 298 К, можно довести до кипения в нагревателе с полезной мощностью 1176 Вт? Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг^.К).

1) 550 с 2) 600 с  3) 650 с  4) 700 с 5) 750 с

05.57 Для приготовления ванны смешали 20 кг воды при температуре 300 К с 21 кг воды при температуре 360 К. Определите тепловые потери во время смешивания, если окончательная температура смеси равна 330 К. Удельная теплоемкость воды с = 4200 Дж/(кг^.К).

1) 122000 Дж 2) 126000 Дж 3) 130000 Дж 4) 134000 Дж 5) 138000 Дж

05.58 Чему равна высота водопада, если температура воды у его основания на 0,05 ^оС больше, чем у вершины? Считать, что все изменение механической энергии идет на нагревание воды. Удельная теплоемкость воды с = 4200 Дж/(кг^.К).

1) 20 м 2) 25 м 3) 15 м 4) 19 м      5) 21 м

05.59 Льду массой 1 кг, взятому при температуре 0^оС, сообщили 5,4^.10⁵ Дж теплоты и лед расплавился. Определите установившуюся температуру воды в градусах Цельсия. Удельная теплоёмкость воды с = 4200 Дж/(кг^.К), удельная теплота плавления льда l = 3,3^.10⁵ Дж/кг, температура плавления льда 0^оС.

1) 55⁰С 2) 35⁰С 3) 45⁰С 4) 30⁰С 5) 50⁰С

05.60 В стеклянный стакан массой 0,2 кг, имеющего температуру 25^оС, налили 0,2 кг воды, имеющей температуру 100^оС. Какая температура воды в градусах Цельсия установилась в стакане, если удельные теплоемкости стекла с₁ = 840 Дж/(кг^.К), воды - с₂ = 4200 Дж/(кг^.К). Тепловыми потерями пренебречь.

1) 80⁰С 2) 75⁰С 3) 87,5⁰С 4) 82,5⁰С 5) 70⁰С

05.61 Какое количество теплоты нужно сообщить 1 кг воды, взятой при температуре 0⁰ С, чтобы нагреть её до 100⁰ С и полностью испарить? Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг.К), удельная теплота парообразования 2,3^.10⁶ Дж/кг.

1) 2770 кДж 2) 2720 кДж 3) 2700 кДж 4) 2750 кДж 5) 2800 кДж

05.62 Максимальный КПД идеальной тепловой машины равен 80%. Во сколько раз абсолютная температура нагревателя больше абсолютной температуры холодильника?

1) 1,25 2) 2,5 3) 2 4) 4 5) 5

05.63 Максимально возможный КПД идеальной тепловой машины равен 25%. Какова абсолютная температура нагревателя, если температура холодильника 27⁰ С?

1) 375 К 2) 400 К 3) 425 К 4) 525 К 5) 500 К

05.64 В идеальной тепловой машине газ совершает цикл с максимально возможным КПД. Температура холодильника 300 К, температура нагревателя 400 К. Во сколько раз уменьшится КПД тепловой машины, если температуру холодильника увеличить на 20 К?

1) 1,25  2) 1,2   3) 1,3    4) 1,35   5)1,5

05.65 В идеальной тепловой машине газ совершает цикл с максимально возможным КПД. Температура холодильника 280 К, температура нагревателя 380 К. Во сколько раз увеличится КПД тепловой машины, если температуру нагревателя повысить на 20 К?

1) 1,1  2) 1,14   3) 1,12    4) 1,15   5)1,2

05.66 В идеальной тепловой машине газ совершает цикл с максимально возможным КПД. При этом газ 70% теплоты, полученной от нагревателя, отдает холодильнику. Определите абсолютную температуру холодильника, если температура нагревателя 430 К.

1) 301 К  2) 300 К    3) 305 К   4) 308 К    5) 303 К

05.67 На сколько градусов нагревается кусок стали массой 1,5 кг от удара молота массой 460 кг, если скорость молота перед ударом 7 м/с, а на нагревание стали затрачивается 60% кинетической энергии молота? Удельная теплоемкость стали 460 Дж/(кг×К).

1) 10,5 К  2) 10,3 К    3) 10 К   4) 9,5 К    5) 9,8 К

05.68 Максимальный КПД идеальной тепловой машины равен 50%. Какую работу совершает машина за цикл, если холодильнику при этом передается 700 Дж теплоты?

1) 900 Дж 2)600 Дж 3) 750 Дж 4) 700 Дж 5) 800 Дж

05.69 При выстреле из ружья дробь массой 45 г вылетает со скоростью 600 м/с. Сколько процентов от энергии, освободившейся при сгорании порохового заряда массой 9 г, составляет кинетическая энергия дроби? Удельная теплота сгорания пороха 3^.10⁶ Дж/кг.

1) 25%  2) 30%   3) 40%    4) 45%     5) 50%

05.70 Тело свободно падает в воздухе с высоты 3 м и у поверхности земли имеет скорость 7 м/с. На сколько градусов нагрелось тело, если вся работа силы сопротивления воздуха пошла на нагревание тела? Удельная теплоемкость материала тела 220 Дж/(кг^.К)

1) 0,01 К  2) 0,03 К    3) 0,025 К   4) 0,015 К    5) 0,02 К

05.71 На спиртовке нагрели воду массой 300 г от температуры 20^о С до температуры 70^о С. При этом был сожжен спирт массой 10 г. Определите КПД спиртовки в процентах, если удельная теплота сгорания спирта q = 3^.10⁷ Дж/кг, удельная теплоемкость воды с = 4200 Дж/(кг^.К).

1) 18,4%    2) 21%   3) 29,4%    4) 24,2%     5) 14%

05.72 Какая масса пороха сгорает при выстреле из карабина? Масса пули 10 г, скорость пули при вылете из дула 600 м/с, КПД карабина 30%, удельная теплота сгорания пороха q = 4^.10⁶ Дж/кг.

1) 0,001 кг 2) 0,0015 кг 3) 0,002 кг 4) 0,0025 кг 5) 0,003 кг

05.73 Для нагревания 450 г воды от 10°С до 100°С было сожжено 15 г спирта. Найти КПД нагревательного прибора в процентах. Удельная теплота сгорания спирта q = 2,7×10⁷ Дж/кг, удельная теплоемкость воды с = 4200 Дж/(кг×К).

1) 27%  2) 48%   3) 21%    4) 35%     5) 42%

05.74 В электрочайнике мощностью 420 Вт с КПД 90% нагревается вода от 10°С до 100°С. Какую массу воды можно нагреть в нем за 20 минут? Удельная теплоемкость воды с = 4200 Дж/(кг×К).

1) 1 кг   2) 1,2 кг     3) 1,5 кг    4) 1,4 кг     5) 2 кг

05.75 На электроплитке мощностью 800 Вт и КПД 60% вскипятили 1,5 кг воды, взятой при температуре 20⁰С. Сколько времени длился процесс? Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг^.К).

1) 862,5 с  2) 630 с     3) 700 с    4) 1050 с    5) 1312,5 с

05.76 Машина парохода развивает мощность 3^.10⁶ Вт при КПД 10%. На какое время непрерывной работы хватит запаса топлива массой 3,2 т? Удельная теплота сгорания топлива 3^.10⁷ Дж/кг.

1) 1320 с  2) 1800 с     3) 1600 с    4) 2400 с    5) 3200 с

05.77 Водяной насос равномерно подает 300 кг воды в минуту на высоту 80 м. Определите мощность мотора, которым приводится в действие насос, если его КПД 80%.

1) 2000 Вт  2) 3000 Вт   3) 4000 Вт    4) 5000 Вт     5) 6000 Вт

05.78 Сколько времени потребуется для испарения 100 г кипящей воды, если КПД электроплитки 50%? Мощность плитки 1000 Вт, удельная теплота парообразования воды 2,3^.10⁶ Дж/кг.

1) 115 с  2) 230 с     3) 345 с    4) 460 с    5) 575 с

05.79 Движущийся равномерно автомобиль развивает силу тяги 1000 Н. Определите расход топлива на горизонтальном пути 3 км, если КПД двигателя 30%. Удельная теплота сгорания топлива 4^.10⁷ Дж/кг.

1) 0,25 кг   2) 0,5 кг     3) 0,4 кг    4) 0,2 кг     5) 0,35 кг

05.80 Машина парохода развивает мощность 3^.10⁶ Вт при КПД 40%. Определить массу топлива, расходуемого за 1000 с. Удельная теплота сгорания топлива 3^.10⁷ Дж/кг.

1) 150 кг   2) 180 кг     3) 100 кг    4) 250 кг     5) 200 кг

05.81 Какое количество теплоты было сообщено газу, если, расширяясь, он действовал на поршень с силой 300 Н ,а внутренняя энергия газа увеличилась на 580 Дж? Поршень при этом переместился на 0,4 м.

1) 880 Дж  2) 280 Дж  3) 700 Дж 4) 800 Дж  5) 820 Дж

05.82 Газу сообщили 600 Дж теплоты. Какой максимальной массы груз может быть поднят на высоту 0,8 м за счет работы при расширении газа, если увеличение внутренней энергии газа равно 200 Дж?

1) 60 кг 2) 62 кг 3) 68 кг 4) 50 кг 5) 55 кг

05.83 На нагревание 03 кг льда на 75 К и 3 кг железа на 31,5 К требуется одинаковое количество теплоты. Найти отношение удельной теплоемкости льда к удельной теплоемкости железа.

1) 2 2) 2,5 3) 3 4) 3,2 5) 4,2

05.84 Для нагревания 55 м³ воздуха на 4 К было затрачено 283800 Дж теплоты. Определить плотность воздуха. Удельная теплоемкость воздуха 1000 Дж/(кг^.К).

1) 1,1 кг/м³ 2) 1,29 кг/м³  3) 2 кг/м³  4) 1,2 кг/м³ 5) 1,4 кг/м³

05.85 Определить отношение массы воды к массе спирта, взятых при температуре 306 К и 276 К соответственно, если после смешивания их общая температура стала 294 К. Удельные теплоемкости воды и спирта равны, соответственно, 4000 Дж/(кг^.К) и 2400 Дж/(кг^.К).

1) 2 2) 1,1  3) 1  4) 0,9  5) 0,7

05.86 Газу сообщили 450 Дж теплоты. На сколько изменилась внутренняя энергия газа, если при расширении он действовал на поршень с силой 400 Н? Поршень переместился на 0,2 м.

1) 350 Дж  2) 360 Дж 3) 370 Дж  4) 380 Дж  5) 390 Дж

05.87 КПД теплового двигателя16 %. Чему будет равен КПД, если потери тепла уменьшить в
3 раза?

1) 36% 2) 48%   3) 54%  4) 62%  5) 72%

05.88 Какое количество теплоты необходимо затратить, чтобы 0,01 кг свинца, взятого при температуре 273 К, полностью расплавить? Температура плавления свинца 600 К, удельная теплота плавления свинца 22600 Дж/кг, удельная теплоемкость свинца 125 Дж/(кг^.К).

1) 550,32 Дж 2) 570,54 Дж  3) 610, 23 Дж  4) 634,75 Дж 5) 702,55 Дж

05.89 Кусок свинца массой 1 кг расплавился наполовину при сообщении ему количества теплоты 26000 Дж. Какова была его начальная температура? Температура плавления свинца 600 К, удельная теплоемкость 130 Дж/(кг^.К), удельная теплота плавления 26000 Дж/кг.

1) 450 К  2) 500 К  3) 550 К 4) 520 К 5) 350 К

05.90 За какое время прогреется двигатель от 288 К до рабочей температуры 363 К, если ежесекундно идет на нагревание 2^.10⁴ Дж теплоты? Теплоемкость двигателя 76800 Дж/К.

1) 256 с 2) 288 с 3) 325 с 4) 386 с  5) 423 с

05.91 Легкий теплоизолированный сосуд, содержащий некоторую массу газа, двигался со скоростью 20 м/с. Он внезапно остановился. На сколько изменилась температура газа, если его удельная теплоемкость равна 800 Дж/(кг^.К)?

1) 0,2 К        2) 0,25 К        3) 0,15 К   4) 0,45 К         5) 0,5 К

05.92 Какое количество теплоты необходимо для нагревания 0,7 кг воды от температуры 300К до температуры 320 К в алюминиевой кастрюле массой 0,15 кг? Удельная теплоемкость воды
4200 Дж/(кг^.К), алюминия – 880 Дж/(кг^.К).

1) 82420 Дж 2) 64280 Дж 3) 49500 Дж 4) 55880 Дж 5) 61440 Дж

05.93 Внутренняя энергия стали при затвердевании меняется на 410 Дж. Какова масса стали? Удельная теплота плавления стали 8,2^.10⁴ Дж/кг.

1) 0,002 кг       2) 0,004 кг       3) 0,005 кг  4) 0,003 кг        5) 0,007 кг

05.94 Тело, свободно падая с высоты 400 м, имело у поверхности земли скорость 50 м/с. На сколько градусов нагрелось тело, если вся работа сил сопротивления пошла на нагревание тела? Удельная теплоемкость вещества тела равна 250 Дж/(кг^.К).

1) 8 К        2) 10 К        3) 12 К    4) 15 К         5) 11 К

05.95 Какая масса топлива требуется для того, чтобы температуру стальной детали массой
250 кг увеличить на 200К? Считать, что вся теплота, выделившаяся при сгорании топлива, идет на нагревание стали. Удельная теплоемкость стали 460 Дж/(кг^.К), удельная теплота сгорания топлива 4,6^.10⁷ Дж/кг.

1) 0,55 кг       2) 0,5 кг      3) 0,3 кг       4) 0,6 кг        5) 0,26 кг

05.96 Какую массу воды при температуре 290 К необходимо смешать с 10 кг воды при температуре 350 К, чтобы окончательная температура смеси была равна 300 К?

1) 58 кг       2) 74 кг       3) 36 кг      4) 50 кг        5) 48 кг

05.97 За какое время прогреется двигатель от 288 К до рабочей температуры 338 К, если каждые десять секунд идет на его нагревание 2^.10⁵ Дж теплоты? Теплоемкость двигателя 76800 Дж/К.

1) 426 с       2) 232 с       3) 192 с     4) 216 с         5) 186 с

05.98 Определить расход топлива в тепловозе, если двигатель тепловоза совершил работу 3,6^.10⁶ Дж при КПД 25%. Удельная теплота сгорания топлива 4^.10⁷ Дж/кг.

1) 0,22 кг       2) 0,54 кг       3) 2,78 кг      4) 0,36 кг        5) 0,45 кг

05.99 С какой скоростью должна была бы лететь льдинка, имеющая температуру 0⁰С, чтобы при абсолютно неупругом ударе она полностью растаяла? Удельная теплота плавления льда
3,2^.10⁵ Дж/кг. Предполагается, что при ударе в теплоту переходит вся кинетическая энергия льдинки, и все выделившееся при этом тепло идет на плавление льдинки.

1) 460 м/с 2) 480 м/с 3) 500 м/с 4) 680 м/с 5) 800 м/с

05.100 Определить КПД тепловой машины, если полезная работа равна 3 кДж, а количество теплоты, отданное холодильнику, равно 12 кДж.

1) 0,18        2) 0,30        3) 0,14        4) 0,20         5) 0,25

05.101 При распиливании бревна рабочий делает за 3 минуты 60 движений пилой, передвигая ее за одно движение на расстояние 75 см. Сколько теплоты выделяется при этом каждую секунду, если сила, с которой человек тянет пилу, в среднем равна 20 Н, а в теплоту превращается 80% всей совершенной работы?

1) 3 Вт 2) 4 Вт 3) 5 Вт 4) 6 Вт 5) 8 Вт

05.102 Мотор автомобиля, развивающий максимальную мощность 300 кВт, имеет КПД 20%. На какое время хватит 20 кг бензина при работе мотора с максимальной мощностью? Удельная теплота сгорания бензина 4,5×107 Дж/кг.

1) 500 с 2) 600 с 3) 700 с 4) 800 с 5) 900 с

05.103 В тепловом двигателе температура холодильника 300 К, температура нагревателя 600 К. Во сколько раз увеличится максимально возможный КПД этого двигателя, если температура холодильника понизится на 15%?

1) 1,15 2) 1,2  3) 1,25  4) 1,4    5) 1,5

05.104 Один школьник перед посещением врача выпивает горячий чай, чтобы повысить свою температуру. Какую массу горячего чая надо выпить, чтобы повысить температуру тела на 1°С? Считаем, что температура горячего чая 60°С, нормальная температура тела 37°С, масса школьника 55 кг, удельная теплоемкость тела такая же, как у воды. Тепловыми потерями пренебрегаем.

1) 2,2 кг 2) 2,4 кг 3) 2,5 кг 4) 2,6 кг 5) 2,7 кг

05.105 Определить расход каменного угля в час на 1 л.с. в первой паровой машине Ползунова, являвшейся наиболее совершенной для своего времени, КПД которой был равен 0,8%.
1 лошадиная сила (л. с.) = 736 Вт. Удельная теплота сгорания угля 3×10⁷ Дж/кг.

1) 11,02 кг 2) 11,03 кг 3) 11,04 кг 4) 11,05 кг 5) 11,06 кг

05.106 Движущийся равномерно автомобиль развивает силу тяги 1800 Н. Определить расход бензина на горизонтальном пути в 100 км, если КПД двигателя 36%. Удельная теплота сгорания топлива 5×10⁷ Дж/кг.

1) 6 кг 2) 7 кг      3) 8 кг 4) 9 кг 5) 10 кг

05.107 В идеальной тепловой машине, работающей с максимальным КПД, абсолютная температура холодильника составляет 60% от температуры нагревателя. Машине сообщили количество теплоты 20 кДж. Какую работу совершила машина?

1) 5000 Дж 2) 6000 Дж   3) 8000 Дж   4) 10000 Дж    5) 12000 Дж

05.108 Какое минимальное количество теплоты потребуется, чтобы полностью расплавить серебряное изделие массой 16,5 кг, имеющее температуру 20°С? Температура плавления серебра 960°С, удельная теплоемкость серебра 230 Дж/(кг×К), удельная теплота плавления
0,88×10⁵ Дж/кг.

1) 5019,3 кДж 2) 5021,1 кДж 3) 5023,7 кДж 4) 5025,2 кДж 5) 5027,4 кДж

05.109 Какое количество теплоты нужно сообщить рабочему телу в идеальной тепловой машине для совершения работы А = 5000 Дж, если температура нагревателя в 1,5 раза больше температуры холодильника?

1) 10000 Дж 2) 12500 Дж   3) 15000 Дж   4) 17500 Дж    5) 20000 Дж

05.110 Машины парохода развивают мощность 3×10⁶ Вт при КПД 40%. Определить массу топлива, расходуемого за 2000 с. Удельная теплота сгорания топлива 3×10⁷ Дж/кг.

1) 500 кг 2) 300 кг      3) 350 кг 4) 400 кг 5) 250 кг

05.111 Для нагревания на электроплитке некоторой массы воды от 0° С до кипения потребовалось время 15 мин. После этого потребовалось 1 час 20 мин для превращения всей воды в пар при тех же условиях. Найти удельную теплоту парообразования воды, если удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг×К). 1 кДж = 10³Дж.

1) 2210 кДж/кг 2) 2220 кДж/кг 3) 2230 кДж/кг 4) 2240 кДж/кг 5) 2250 кДж/кг

05.112 Поезд массой 10⁶ кг начал тормозить с ускорением 0,5 м/с² и остановился через 50 с. Какое количество теплоты выделилось при торможении? 1 МДж = 10⁶ Дж.

1) 310,5 МДж 2) 311,5 МДж  3) 312,5 МДж  4) 313,5 МДж 5) 314,5 МДж

05.113 Какую массу воды при t = +10° С необходимо налить в теплоизолированный сосуд, содержащий 1,4 кг льда при t = -10° С, чтобы лед полностью растаял? Удельная теплоемкость льда 2100 Дж/(кг×К), воды - 4200 Дж/(кг×К), удельная теплота плавления льда 3,3×105 Дж/кг. Теплоемкостью сосуда пренебречь.

1) 11,6 кг  2) 11,7 кг   3) 11,8 кг   4) 11,9 кг   5) 12 кг

05.114 Термометр, теплоемкость которого 36 Дж/К, показывает в воздухе 20°С. Его помещают в 200 г воды. Установившееся показание термометра стало 27°С. Чему равна начальная температура воды? Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг×К).

1) 27,1°С  2) 27,2°С  3) 27,3°С   4) 27,4°С    5) 27,5°С

05.115 Тело, свободно падая с высоты 400 м, имело у поверхности земли скорость 50 м/с. На сколько градусов нагрелось тело, если вся работа силы сопротивления пошла на нагревание тела? Удельная теплоемкость вещества тела 250 Дж/(кг×К).

1) 10 К  2) 11 К   3) 12 К   4) 13 К   5) 14 К

05.116 Железный метеорит массой 100 кг при температуре 323 К влетает в атмосферу со скоростью 1300 м/с. Какая масса метеорита расплавится, если на нагревание и плавление пошло 80% его кинетической энергии? Температура плавления железа 1773 К, удельная теплоемкость 460 Дж/(кг×К), а удельная теплота плавления 300 000 Дж/кг.

1) 1 кг  2) 2 кг  3) 3 кг   4) 4 кг   5) 5 кг

05.117 На какую максимальную высоту можно было бы поднять груз массой 1000 кг, если бы удалось использовать полностью энергию, освобождающуюся при остывании трех литров воды на 5 К? Плотность воды 1000 кг/м³, ее удельная теплоемкость 4200 Дж/(кг×К).

1) 6,3 м   2) 6,4 м  3) 6,5 м    4) 6,6 м   5) 6,7 м

05.118 Машины парохода развивают мощность 3×10⁶ Вт при КПД 10%. Определить массу топлива, расходуемого за время t = 1000 с. Удельная теплота сгорания топлива 3×10⁷ Дж/кг.

1) 900 кг   2) 1000 кг    3) 1100 кг    4) 1200 кг     5) 1300 кг

05.119 Двигатель мопеда развивает мощность 3000 Вт при скорости 18 м/с. Сколько километров может пройти мопед, расходуя 3 кг бензина, если КПД двигателя 20%? Удельная теплота сгорания бензина 4,6×10⁷ Дж/кг.

1) 165,1 км   2) 165,3 км   3) 165,4 км   4) 165,6 км    5) 165,8 км

05.120 С какой высоты упал без начальной скорости свинцовый шар, если при ударе о землю изменение его температуры составило 3 К? Удар абсолютно неупругий, на нагревание пошло 40% его энергии. Удельная теплоемкость свинца 126 Дж/(кг×К).

1) 75,6 м  2) 94,5 м   3) 100 м   4) 126 м    5) 134 м

 

Сложность 3

05.121 Свинцовый шарик массой 0,1 кг, движущийся со скоростью 100 м/с, неупруго сталкивается с покоящимся свинцовым шариком массой 0,4 кг. На сколько градусов повысится температура шариков, если до столкновения их температура была одинаковой? Удар центральный и абсолютно неупругий. Удельная теплоемкость свинца 125 Дж/(кг×К).

1) 4,8 К 2) 5,6 К 3) 6 К 4) 6,4 К 5) 7,2 К

05.122 В пушке с КПД 20% за один выстрел сгорает 20 кг пороха. На какую максимальную высоту поднимется снаряд массой 64 кг при выстреле из этой пушки вертикально вверх? Удельная теплота сгорания пороха 3,2×106 Дж/кг.

1) 5000 м 2) 10000 м 3) 15000 м 4) 20000 м 5) 25000 м

05.123 Пар, имеющий температуру 100°С, добавили к 1 кг льда, находящегося при температуре
0° С. Определить массу полученной воды, если ее температура 20°С. Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг×К), ее удельная теплота парообразования 2,3×106 Дж/кг, удельная теплота плавления льда 3,3×105 Дж/кг.

1) 1,153 кг 2) 1,154 кг 3) 1,155 кг 4) 1,156 кг 5) 1,157 кг

05.124 Свинцовая пуля подлетает к преграде со скоростью 220 м/с и пробивает ее. Скорость пули после преграды 160 м/с. Считая, что пуля поглощает 50% выделяющегося количества теплоты, определить изменение температуры пули. Удельная теплоемкость свинца 125 Дж/(кг×К).

1) 14,4 К 2) 28,8 К 3) 45,6 К 4) 52,4 К 5) 54,2 К

05.125 В электрический чайник наливают 2 кг воды при температуре 20°С. За 5 мин. вода нагревается до кипения, а еще через 0,5 мин. чайник автоматически отключается. Какое количество энергии при этом потребил чайник? Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг×К). Тепловыми потерями пренебречь.

1) 336000 Дж 2) 341900 Дж 3) 369600 Дж 4) 373250 Дж 5) 422700 Дж

05.126 В ванну из горячего крана втекает 10 кг воды в минуту при температуре 353 К и из холодного крана 15 кг воды в минуту при температуре 283 К. Оба крана были открыты 5 мин. Определить установившуюся температуру воды в ванне, если тепловые потери составили
420000 Дж. Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг×К).

1) 310,2 К 2) 312,5 К 3) 321,8 К 4) 323,4 К 5) 335,4 К

05.127 Станковый пулемет с водяным охлаждением ствола производит в минуту 600 выстрелов. Заряд пороха в патроне 3,2 г. 28% выделенной энергии идет на нагревание воды в кожухе пулемета. Через сколько секунд вода в кожухе закипит, если ее было налито 4 кг при температуре 20°С? Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг×К), удельная теплота сгорания пороха 3×106 Дж/кг.

1) 20 с 2) 30 с 3) 40 с 4) 50 с 5) 60 с

05.128 При высверливании отверстия в стальной болванке через 6 минут налитая в отверстие в количестве 10 л вода при температуре 20°С закипела и 200 г ее обратилось в пар. Какая развивалась мощность при сверлении, если 80% всей совершенной работы пошло на нагревание воды и обращение ее в пар? Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг×К), удельная теплота парообразования воды 2,3×106 Дж/кг, плотность воды 1000 кг/м3.

1) 13 кВт 2) 14 кВт 3) 15 кВт 4) 16 кВт 5) 17 кВт

05.129 Тепловая машина имела КПД 20%. При модернизации машины удалось потери тепла уменьшить в 2,5 раза. На сколько увеличился КПД тепловой машины.

1) 42 % 2) 68 % 3) 52 % 4) 54 % 5) 48 %

05.130 Чтобы нагреть некоторое количество воды от 283 К до 323 К ей необходимо сообщить
336 кДж теплоты. Какое количество теплоты необходимо сообщить такому же количеству льда, чтобы повысить его температуру от 253 К до 293 К? Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг×К), удельная теплоемкость льда 2100 Дж/(кг×К), удельная теплота плавления льда 3,3×10⁵ Дж/кг.

1) 168 кДж 2) 336 кДж 3) 456 кДж 4) 672 кДж 5) 912 кДж

05.131 Две тепловые машины потребляют в час одинаковое количество мазута. Первая, при
КПД 20%, имеет мощность 40000 Вт. Определить мощность второй машины, имеющей максимальный КПД, если температура нагревателя 800 К, а температура холодильника 400 К.

1) 60000 Вт 2) 75000 Вт 3) 80000 Вт 4) 90000 Вт 5) 100000 Вт

05.132 В цилиндре двигателя при работе образуются газы, температура которых 1000 К, а температура отработавшего газа 300 К. Двигатель расходует в час 18 кг топлива, удельная теплота сгорания которого 4×10⁷ Дж/кг. Какую максимальную мощность мог бы развить двигатель?

1) 100000 Вт 2) 120000 Вт 3) 140000 Вт 4) 160000 Вт 5) 180000 Вт

05.133 Для охлаждения некоторого количества воды в холодильнике до 0°С потребовалось 210 с, а для ее дальнейшего превращения в лед 3300 с. Определить начальную температуру воды. Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг×К), удельная теплота плавления льда 3,3×10⁵ Дж/кг.

1) 278 К 2) 281 К 3) 283 К 4) 288 К 5) 300 К

05.134 На электроплитке мощностью 800 Вт и КПД 50 % вскипятили 4 кг воды, взятой при температуре 283 К, причем 5% ее массы обратилось в пар. Сколько времени длился п