10 задач по физике для 8 класса по теме «Конвекция» — от простых к сложным, с ответами и подробными решениями. Решите задачу, введите ответ числом — сайт сразу проверит его. Если не получается, откройте решение: дано, формула, вычисление.
При нагревании воды в кастрюле возникают конвекционные потоки: нагретая вода поднимается вверх, а холодная опускается вниз. Масса воды составляет 0,5 кг. На сколько джоулей увеличится внутренняя энергия воды, если её температура повысится на 10 °C? Удельная теплоёмкость воды равна 4200 Дж/(кг·°C).
Дано: m = 0,5 кг; c = 4200 Дж/(кг·°C); Δt = 10 °C.
Решение: Количество теплоты, полученное водой при нагревании, вычисляется по формуле Q = cmΔt.
Q = 4200 · 0,5 · 10 = 21000 Дж.
Ответ: 21000 Дж.
При работе системы отопления тёплый воздух поднимается вверх, а холодный опускается вниз. Масса нагреваемого воздуха составляет 1,5 кг. Температура воздуха повышается на 12 °C. Удельная теплоёмкость воздуха равна 1000 Дж/(кг·°C). Какое количество теплоты получает воздух?
Дано: m = 1,5 кг; c = 1000 Дж/(кг·°C); Δt = 12 °C.
Решение: Количество теплоты определяется по формуле Q = cmΔt.
Q = 1000 · 1,5 · 12 = 18000 Дж.
Ответ: 18000 Дж.
В системе отопления нагретое масло циркулирует по трубам благодаря конвекции. Масса масла составляет 0,8 кг. При прохождении через нагреватель его температура повышается на 15 °C. Удельная теплоёмкость масла равна 2000 Дж/(кг·°C). Какое количество теплоты получает масло?
Дано: m = 0,8 кг; c = 2000 Дж/(кг·°C); Δt = 15 °C.
Решение: Используем формулу количества теплоты Q = cmΔt.
Q = 2000 · 0,8 · 15 = 24000 Дж.
Ответ: 24000 Дж.
При конвекции нагретая вода переносит теплоту в верхние слои жидкости. Вода массой 2 кг получила 84000 Дж теплоты. Удельная теплоёмкость воды равна 4200 Дж/(кг·°C). На сколько градусов повысилась температура воды?
Дано: Q = 84000 Дж; m = 2 кг; c = 4200 Дж/(кг·°C).
Решение: Из формулы Q = cmΔt выразим изменение температуры: Δt = Q/(cm).
Δt = 84000/(4200 · 2) = 10 °C.
Ответ: 10 °C.
В водяной системе отопления вода нагревается и циркулирует по трубам, перенося теплоту в радиаторы. Объём воды в системе составляет 3 л. Плотность воды равна 1000 кг/м³, удельная теплоёмкость воды — 4200 Дж/(кг·°C). Температура воды при нагревании повышается на 20 °C. Определите количество теплоты, полученное водой.
Дано: V = 3 л = 0,003 м³; ρ = 1000 кг/м³; c = 4200 Дж/(кг·°C); Δt = 20 °C.
Решение: 1. Найдём массу воды: m = ρV.
m = 1000 · 0,003 = 3 кг.
2. Вычислим количество теплоты: Q = cmΔt.
Q = 4200 · 3 · 20 = 252000 Дж.
Ответ: 252000 Дж.
В экспериментальной установке вода циркулирует благодаря конвекции. За одну минуту через нагреватель проходит 0,25 кг воды. Установка работает 8 минут. Температура воды при прохождении через нагреватель повышается на 40 °C. Удельная теплоёмкость воды равна 4200 Дж/(кг·°C). Какое количество теплоты получает вся прошедшая через нагреватель вода?
Дано: m₁ = 0,25 кг/мин; t = 8 мин; Δt = 40 °C; c = 4200 Дж/(кг·°C).
Решение: 1. Найдём общую массу прошедшей воды: m = m₁t.
m = 0,25 · 8 = 2 кг.
2. Определим количество теплоты: Q = cmΔt.
Q = 4200 · 2 · 40 = 336000 Дж.
Ответ: 336000 Дж.
В системе охлаждения двигателя вода циркулирует по трубам, перенося теплоту от двигателя к радиатору. Через систему проходит 1,2 л воды в минуту. Вода циркулирует 5 минут и охлаждается в радиаторе на 15 °C. Плотность воды равна 1000 кг/м³, удельная теплоёмкость воды — 4200 Дж/(кг·°C). Сколько джоулей теплоты отдаёт вода за это время?
Дано: V₁ = 1,2 л/мин; t = 5 мин; ρ = 1000 кг/м³; c = 4200 Дж/(кг·°C); Δt = 15 °C.
Решение: 1. Найдём общий объём воды: V = 1,2 · 5 = 6 л = 0,006 м³.
2. Найдём массу воды: m = ρV = 1000 · 0,006 = 6 кг.
3. Вычислим количество отданной теплоты: Q = cmΔt = 4200 · 6 · 15 = 378000 Дж.
Ответ: 378000 Дж.
При отоплении помещения тёплый воздух поднимается от радиатора, а более холодный опускается к полу, образуя конвекционные потоки. Объём воздуха в комнате равен 60 м³. Плотность воздуха составляет 1,2 кг/м³, его удельная теплоёмкость равна 1000 Дж/(кг·°C). Для повышения температуры воздуха на 5 °C требуется некоторое количество теплоты. Отопительный прибор передаёт воздуху 1000 Дж теплоты каждую секунду. За сколько секунд прибор передаст необходимое количество теплоты? Ответ округлите до целого числа.
Дано: V = 60 м³; ρ = 1,2 кг/м³; c = 1000 Дж/(кг·°C); Δt = 5 °C; P = 1000 Вт.
Решение: 1. Найдём массу воздуха: m = ρV = 1,2 · 60 = 72 кг.
2. Определим необходимое количество теплоты: Q = cmΔt = 1000 · 72 · 5 = 360000 Дж.
3. Используем формулу мощности P = Q/t. Выразим время: t = Q/P.
t = 360000/1000 = 360 с.
Ответ: 360 с.
В системе водяного отопления насос обеспечивает циркуляцию воды через нагреватель и радиаторы. За 4 минуты через систему проходит 12 кг воды. В нагревателе температура воды повышается на 25 °C. Удельная теплоёмкость воды равна 4200 Дж/(кг·°C). Определите среднюю мощность передачи теплоты воде за время работы системы. Ответ округлите до целых ватт.
Дано: m = 12 кг; t = 4 мин = 240 с; Δt = 25 °C; c = 4200 Дж/(кг·°C).
Решение: 1. Найдём количество теплоты, полученное водой: Q = cmΔt.
Q = 4200 · 12 · 25 = 1260000 Дж.
2. Средняя мощность передачи теплоты определяется по формуле P = Q/t.
P = 1260000/240 = 5250 Вт.
Ответ: 5250 Вт.
В экспериментальной системе конвекционного отопления вода переносит теплоту от нагревателя к радиатору. За одну минуту через нагреватель проходит 0,8 кг воды. Температура воды повышается на 25 °C. Удельная теплоёмкость воды равна 4200 Дж/(кг·°C). Для нагрева помещения необходимо передать воде 1008000 Дж теплоты. Определите, сколько минут должна работать система, чтобы передать такое количество теплоты. Потерями теплоты пренебречь.
Дано: m₁ = 0,8 кг/мин; Δt = 25 °C; c = 4200 Дж/(кг·°C); Q = 1008000 Дж.
Решение: 1. Найдём количество теплоты, которое получает вода за одну минуту: Q₁ = cm₁Δt.
Q₁ = 4200 · 0,8 · 25 = 84000 Дж.
2. Определим время работы системы: t = Q/Q₁.
t = 1008000/84000 = 12 мин.
Ответ: 12 мин.