Fizyka — Klasa 2 LO — rozszerzony — teoria, wzory, quizy i zadania do tego tematu.
Co liczy: ciepło potrzebne do zmiany temperatury ciała.
Do czego służy: Obliczanie energii potrzebnej do zmiany stanu skupienia (topnienie, parowanie) lub oddawanej przy krzepnięciu/skraplaniu — bez zmiany temperatury!
Podczas topnienia i parowania temperatura nie zmienia się! Ciepło jest zużywane wyłącznie na zmianę stanu skupienia (zrywanie wiązań między cząsteczkami).
$$Q = mc(T_t - T_0) + mL_t + mc'(T_f - T_t)$$
Ile ciepła potrzeba do stopienia 500 g lodu w 0°C?
⚠️ Częsty błąd: Ciepło topnienia/parowania to dodatkowe ciepło, ponad to, które zużywasz na samo ogrzewanie. Jeśli lód jest w −20°C, najpierw ogrzejesz do 0°C ($Q = mc\Delta T$), potem dopiero roztopisz ($Q = mL_t$).
$Q=c m\Delta T$ — na jednostkę masy.
Ciepło potrzebne do ogrzania jednego mola substancji o jeden kelwin.
Rozróżniamy ciepło molowe przy stałej objętości i przy stałym ciśnieniu.
Zadania ćwiczeniowe ze zbiorów Matematix — z rozwiązaniami krok po kroku.
Ile ciepła potrzeba, aby ogrzać $3\ \text{kg}$ wody od $20^\circ\text{C}$ do $70^\circ\text{C}$? ($c = 4200\ \tfrac{\text{J}}{\text{kg}\cdot\text{K}}$)
Do ogrzania $0{,}5\ \text{kg}$ pewnej cieczy o $40\ \text{K}$ zużyto $50\,000\ \text{J}$ ciepła. Oblicz ciepło właściwe tej cieczy.
Wyjaśnij, dlaczego klimat w pobliżu dużych zbiorników wodnych jest łagodniejszy (mniejsze wahania temperatury).
Gaz pobrał $500$ J ciepła i wykonał pracę $200$ J. Oblicz zmianę jego energii wewnętrznej.
Oblicz zmianę energii wewnętrznej $2$ moli gazu jednoatomowego ogrzanego o $50$ K ($R=8{,}31$).
W przemianie izotermicznej gazu doskonałego:
Gaz doskonały jednoatomowy ogrzewany jest raz izochorycznie, raz izobarycznie — za każdym razem o taki sam przyrost temperatury. Oceń prawdziwość stwierdzeń.
Oceń prawdziwość każdego stwierdzenia (P — prawda, F — fałsz) i wybierz odpowiedni układ.
Dwa mole gazu jednoatomowego ogrzano izobarycznie o $100$ K ($R=8{,}31$). Oblicz ciepło pobrane przez gaz oraz pracę, którą wykonał.
Silnik cieplny pobiera w każdym cyklu $800$ J ciepła i oddaje $600$ J. Oblicz pracę wykonaną w jednym cyklu i sprawność silnika.
Silnik Carnota pracuje między zbiornikami o temperaturach $600$ K i $300$ K. Oblicz jego maksymalną sprawność oraz pracę, jaką wykona, pobierając $1200$ J ciepła.
Gaz jednoatomowy przechodzi izochorycznie ze stanu $(p_1;V_1)$ do $3p_1$, a następnie izobarycznie do $3V_1$. Wyprowadź wzór na całkowite ciepło pobrane przez gaz w obu przemianach, wyrażone przez $p_1$ i $V_1$.
Gaz jednoatomowy w cyklu pobiera ciepło tylko w jednej przemianie: izobarycznym rozprężaniu od $V_1$ do $2V_1$ pod ciśnieniem $p_1$. Oblicz to ciepło w jednostkach $p_1V_1$ oraz podaj, jaka jego część zamieniła się w pracę gazu.
Gaz jednoatomowy przechodzi cykl: izotermiczne sprężanie w temperaturze $T_1$, izochoryczne ogrzanie i izobaryczne rozprężanie. Wykaż, że w całym cyklu zmiana energii wewnętrznej jest zerowa, i wyjaśnij, co z tego wynika dla ciepła i pracy w cyklu.
Prawdziwe zadania z arkuszy egzaminacyjnych (matura, egzamin ósmoklasisty, próbne) dotyczące tego tematu.
Zadanie 6.3. Oblicz QAB — ciepło pobrane przez gaz w przemianie A → B.
Zadanie 8.2. Wyprowadź wzór na |ΔU₄₁| — wartość bezwzględną zmiany energii wewnętrznej gazu w przemianie G4 → G1 — za pomocą p₁ i V₁.
Ciepło molowe azotu przy stałej objętości $\approx21\,\tfrac{\text{J}}{\text{mol·K}}$. Ciepło wymienione przez azot z otoczeniem w przemianie $A$–$B$ wynosi (w zaokrągleniu do dwóch cyfr znaczących)
Rozgrzana stalowa kulka o promieniu $2$ cm i masie $260$ g, położona na poziomej tafli lodu ($0^\circ$C, grubość $3$ cm), roztopiła lód w miejscu zetknięcia i przeszła na drugą stronę. Oszacuj minimalną początkową temperaturę kulki. ($c_{stali}=460\,\tfrac{\text{J}}{\text{kg·K}}$, $c_t=335000\,\tfrac{\text{J}}{\text{kg}}$, $\rho_{lodu}=0{,}9\,\tfrac{\text{g}}{\text{cm}^3}$.)
Wymień trzy różne zjawiska powodujące stygnięcie otwartego naczynia z gorącą wodą.
Załóż bezpłatne konto i otwórz dostęp do pełnego śledzenia postępów, planów nauki i quizów. Arkusze i zadania podstawowe są dostępne bez rejestracji. Już ponad 5 000 uczniów uczy się z Matematix.