Внутренняя энергия, теплоемкость и количество теплоты.

1. Имеются два кубика одинаковой массы, сделанные из разных материалов, причем удельная теплоемкость вещества первого кубика больше удельной теплоемкости вещества второго кубика. Первоначальная температура кубиков одинаковая. Если сообщить кубикам одинаковое количество теплоты, то можно утверждать:

1) кубики нагреются до одинаковой температуры

2) первый кубик нагреется до более высокой температуры

3) второй кубик нагреется до более высокой температуры

4) сравнить температуры кубиков можно, только зная их массы.

Удельная теплоемкость – физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо передать единичной массе данного вещества для того, чтобы его температура изменилась на единицу. Поэтому, если массы кубиков равны, то первому, чтобы нагреть его на 1 градус, нужно передать большее количество тепла. При раных количествах тепла, передаваемых кубикам, первый нагреется меньше, чем второй.

2. Имеются два кубика одинаковой массы, сделанные из разных материалов, причем удельная теплоемкость вещества первого кубика больше удельной теплоемкости вещества второго кубика. Первоначальная температура кубиков одинаковая. Если сообщать кубикам одинаковое количество теплоты в единицу времени, нагревая их до одинаковой температуры, то можно утверждать:

1) кубики нагреются одинаково быстро

2) первый кубик нагреется быстрее

3) второй кубик нагреется быстрее

4) сравнить времена нагрева кубиков нельзя.

Второму кубику нужно меньше тепла, чтобы нагреться на 1 градус, поэтому он нагреется быстрее.

3. Че­ты­ре ша­ри­ка 1, 2, 3 и 4 оди­на­ко­вой массы, сде­лан­ные из раз­лич­ных ма­те­ри­а­лов, на­хо­дят­ся в твёрдом со­сто­я­нии. Ша­ри­ки на­гре­ва­ют в одной и той же печи. На ри­сун­ке при­ве­де­ны гра­фи­ки за­ви­си­мо­стей тем­пе­ра­ту­ры t ша­ри­ков от вре­ме­ни τ. Наи­боль­шей удель­ной теплоёмко­стью об­ла­да­ет шарик

4. Твёрдое тело осты­ва­ет. На ри­сун­ке пред­став­лен гра­фик за­ви­си­мо­сти тем­пе­ра­ту­ры тела от от­дан­но­го им ко­ли­че­ства теп­ло­ты. Удель­ная теплоёмкость тела 500 Дж/(кг*К). Чему равна масса тела?

5. На ри­сун­ке по­ка­зан гра­фик цик­ли­че­ско­го про­цес­са, про­ведённого с од­но­атом­ным иде­аль­ным газом. На каком из участ­ков внут­рен­няя энер­гия газа уве­ли­чи­ва­лась? Ко­ли­че­ство ве­ще­ства газа по­сто­ян­но.

1) CD 2) DA 3) АВ 4) ВС

Внутренняя энергия зависит от температуры, и зависит прямо пропорционально. Поэтому она увеличивается с увеличением температуры. Единственный участок, где температура увеличивается – это ВС.

6. При изо­тер­ми­че­ском уве­ли­че­нии дав­ле­ния од­но­го моля иде­аль­но­го од­но­атом­но­го газа, его внут­рен­няя энер­гия

Внутренняя энергия зависит только от температуры, поэтому, поскольку при изотермическом процессе температура не меняется, то изменения внутренней энергии не происходит.

7. На ри­сун­ке при­ве­ден гра­фик за­ви­си­мо­сти тем­пе­ра­ту­ры твер­до­го тела от от­дан­но­го им ко­ли­че­ства теп­ло­ты. Масса тела 4 кг. Ка­ко­ва удель­ная теп­ло­ем­кость ве­ще­ства этого тела?

8. Тем­пе­ра­ту­ра мед­но­го об­раз­ца мас­сой 100 г по­вы­си­лась с 20 градусов цельсия до 60 градусов. Какое ко­ли­че­ство теп­ло­ты по­лу­чил об­ра­зец?

1) 760 Дж 2) 1 520 Дж 3) 3 040 Дж 4) 2 280 Дж

9. При каком про­цес­се оста­ет­ся не­из­мен­ной внут­рен­няя энер­гия 1 моль иде­аль­но­го газа?

Внутренняя энергия неизменна при неизменной температуре, так как зависит только от нее. Поэтому при любом изотермическом процессе, когда температура неизменна, внутренняя энергия не меняется. Ответ: 4.

10. Иде­аль­ный газ по­лу­чил ко­ли­че­ство теп­ло­ты 300 Дж и со­вер­шил ра­бо­ту 100 Дж. При этом внут­рен­няя энер­гия газа

11. Какое ко­ли­че­ство теп­ло­ты не­об­хо­ди­мо для на­гре­ва­ния 100 г свин­ца от 300 К до 320 К?

1) 390 Дж 2) 26 кДж 3) 260 Дж 4) 390 кДж

Будем нагревать свинец на . Массу свинца переведем в килограммы: 0,1 кг. Удельную теплоемкость свинца определим по таблице: с=130 Дж/(кг*К). Осталось определить количество теплоты: Дж.

12. При переходе из состояния 1 в состояние 3 внутренняя энергия идеального одноатомного газа изменяется на

1) 3 кДж 2) 4 кДж 3) 6 кДж 4) 9 кДж

Чтобы узнать изменение внутренней энергии, нужно рассмотреть процессы, происходящие с газом. На участке 1-2 происходит изобарное нагревание газа, в этом процессе происходит и изменение внутренней энергии газа, и вдобавок газ совершает работу против внешних сил:

Нас интересует внутренняя энергия, поэтому работу можем и не считать.

Теперь участок 2-3 – это изохора. Значит, работа газом здесь не совершается, и все переданное ему тепло идет на увеличение внутренней энергии:

Складываем изменения внутренней энергии: .

Считаем, что у нас получится в цифрах:

Переходим к килоджоуэлям: 9 кДж

13. При переходе из состояния 1 в состояние 2 внутренняя энергия газа изменяется на: 1) 3 кДж

Здесь мы имеем изотермический процесс. В этом, однако, необходимо убедиться: . А при отсутствии изменения температуры внутренняя энергия неизменна.