Физика 8 Контрольная работа 2 В12

Физика 8 Контрольная работа 2 В12 «Изменение агрегатных состояний вещества» с ответами (варианты 1, 2 из 4-х). Цитаты из пособия «Физика 8 класс: Дидактические материалы» (авторы: А.Е. Марон, Е.А. Марон) использованы в учебных целях. Ответы адресованы родителям.
Вернуться к Списку контрольных (в ОГЛАВЛЕНИЕ)

Контрольная работа № 2.
Изменение агрегатных состояний вещества

КР-2. Вариант 1 (задания)

ОТВЕТЫ на Вариант 1

№ 1. Рассчитайте количество теплоты, которое необходимо для обращения в пар 250 г воды, взятой при температуре 100 °С.
ОТВЕТ: 575 кДж.
Решение: Вода уже находится при температуре кипения (100 °C), поэтому нужно только теплота парообразования.
Удельная теплота парообразования воды L = 2,3 • 10⁶ Дж/кг.
Масса m = 250 г = 0,25 кг.
Формула: Q = L • m.
Q = 2,3 • 10⁶ • 0,25 = 575 000 Дж.

№ 2. Свинцовый брусок имеет массу 400 г и температуру 327 °С. Какое количество теплоты выделится при его кристаллизации?
ОТВЕТ: 10 кДж.
Решение: Температура 327 °C — это температура плавления свинца, значит, он уже охлаждён до точки кристаллизации. Нужна только теплота кристаллизации (равная теплоте плавления).
Удельная теплота плавления свинца λ = 25 000 Дж/кг.
Масса m = 400 г = 0,4 кг.
Q = λ • m = 25 000 • 0,4 = 10 000 Дж.

№ 3. Какое количество теплоты выделяется при конденсации и дальнейшем охлаждении до 18 °С 2 г спирта?
ОТВЕТ: 2100 Дж.
Решение: 1. Конденсация при температуре кипения спирта (78 °C).
Удельная теплота парообразования спирта L = 0,9 • 10⁶ Дж/кг.
Масса m = 2 г = 0,002 кг.
Q₁ = L • m = 0,9 • 10⁶ • 0,002 = 1800 Дж.
2. Охлаждение жидкого спирта от 78 °C до 18 °C:
Удельная теплоёмкость спирта c = 2500 Дж/(кг·°C).
Δ t = 78 ─ 18 = 60 °C.
Q₂ = c • m • Δ t = 2500 • 0,002 • 60 = 300 Дж.
Общее: Q = Q₁ + Q₂ = 1800 + 300 = 2100 Дж.

№ 4. Определите количество теплоты, необходимое для обращения в пар 8 кг эфира, взятого при температуре 10 °С.
ОТВЕТ: ≈ 3,7 МДж при c = 2350 Дж/(кг·°C) или ≈ 3,9 МДж при c = 3340 Дж/(кг·°C)
Решение: 1. Нагревание эфира от 10 °C до температуры кипения (35 °C):
Удельная теплоёмкость эфира c = 3340 Дж/(кг·°C). Внимание! В некоторых справочниках указано Удельная теплоёмкость эфира c = 2350 Дж/(кг·°C).
Δ t = 35 ─ 10 = 25 °C.
Q₁ = c • m • Δ t = 3340 • 8 • 25 = 668 000 Дж.
2. Парообразование:
Удельная теплота парообразования эфира L = 0,4 • 10⁶ Дж/кг.
Q₂ = L • m = 0,4 • 10⁶ • 8 = 3 200 000 Дж.
Общее: Q = Q₁ + Q₂ = 668 000 + 3 200 000 = 3 868 000 Дж (≈ 3,9 МДж).
Примечание: Если Удельная теплоёмкость эфира c = 2350 Дж/(кг·°C), то Q1 = 2350 • 8 • 25 = 470 000 Дж, а Qобщ = 470 000 + 3 200 000 = 3 670 000 Дж (≈ 3,7 МДж), что соответствует ответу, указанному авторами пособия.

№ 5. Какая энергия выделится при отвердевании 2,5 кг серебра, взятого при температуре плавления, и его дальнейшем охлаждении до 160 °С?
ОТВЕТ: ≈ 718 кДж (Примечание: авторами пособия указан другой ответ: 750 кДж).
Решение:
1. Кристаллизация при температуре плавления (960 °C):
Удельная теплота плавления серебра λ = 0,87 • 10⁵ Дж/кг.
Q₁ = λ • m = 87 000 • 2,5 = 217 500 Дж.
2. Охлаждение твёрдого серебра от 960 °C до 160 °C:
Удельная теплоёмкость серебра c = 250 Дж/(кг·°C).
Δ t = 960 ─ 160 = 800 °C.
Q₂ = c • m • Δ t = 250 • 2,5 • 800 = 500 000 Дж.
Общее: Q = Q₁ + Q₂ = 217 500 + 500 000 = 717 500 Дж (≈ 717,5 кДж).

№ 6. Какая установится окончательная температура, если 500 г льда при температуре 0 °С погрузить в 4 л воды при температуре 30 °С?
ОТВЕТ: ≈18 °С.
Решение: Масса льда m_л = 0,5 кг , масса воды m_в = 4 кг.
1. Плавление всего льда требует:
Q₁ = λ • m_л = 3,4 • 10⁵ • 0,5 = 170 000 Дж.
2. Вода, остывая от 30 °C до 0 °C, отдаёт:
Q₂ = c_в • m_в • (30 ─ 0) = 4200 • 4 • 30 = 504 000 Дж.
Сравним: Q₂ > Q₁ , значит, лёд растает весь, и образовавшаяся вода нагреется.
Пусть конечная температура t.
Тепло, полученное льдом:
─ на плавление: 170 000 Дж
─ на нагрев получившейся воды от 0 °C до t : c_в • m_л • (t ─ 0) = 4200 • 0,5 • t = 2100t
Тепло, отданное первоначальной тёплой водой:
c_в • m_в • (30 ─ t) = 4200 • 4 • (30 ─ t) = 16 800 • (30 ─ t)
Уравнение:
170 000 + 2100t = 16 800 • (30 ─ t)
170 000 + 2100t = 504 000 ─ 16 800t
2100t + 16 800t = 504 000 ─ 170 000
18 900t = 334 000
t = 334000 / 18900 = 17,7 ≈ 18 (°C).

№ 7. Сколько килограммов стоградусного пара потребуется для нагревания бетонной плиты массой 200 кг от 10 до 40 °С?
ОТВЕТ: 2,35 кг.
Решение. Бетон: m_б = 200 кг , удельная теплоёмкость тяжёлых и пористых бетонов в сухом состоянии составляет порядка 1 кДж/(кг*°С). Для незастывшей бетонной смеси эта величина равна порядка 1,5 кДж/(кг*°С).
Возьмём удельную теплоёмкость бетона c_б ≈ 1 кДж/(кг·°C).
Δ t_б = 40 ─ 10 = 30 °C.
Q_б = c_б • m_б • Δ t_б = 1000 • 200 • 30 = 6 000 000 Дж.
Пар конденсируется при 100 °C и охлаждается вода от 100 °C до 40 °C.
Пусть m — масса пара.
1. Конденсация: Q₁ = L • m = 2,3 • 10⁶ • m.
2. Охлаждение воды от 100 °C до 40 °C: Q₂ = c_в • m • (100 ─ 40) = 4200 • m • 60 = 252 000 • m.
Общее тепло от пара: Q = Q₁ + Q₂ = (2 300 000 + 252 000)m = 2 552 000 • m.
Уравнение: 2 552 000 • m = 6 000 000
m = 6 000 000 / 2 552 000 ≈ 2,35 кг.

 

КР-2. Вариант 2 (задания)

ОТВЕТЫ на Вариант 2

№ 1. Водяной стоградусный пар массой 5 кг конденсируется. Какое количество теплоты при этом выделяется?
Решение:
При конденсации пара выделяется теплота по формуле Q = Lm , где L — удельная теплота парообразования воды (2,3·10⁶ Дж/кг).
Q = 2,3 • 10⁶ • 5 = 11,5 • 10⁶ Дж.
Ответ: 11,5 МДж.

№ 2. Какая энергия потребуется для плавления стального цилиндра массой 4 кг, взятого при температуре плавления?
Решение: Для плавления тела, уже находящегося при температуре плавления, теплота считается по формуле Q = λ m , где λ — удельная теплота плавления стали (примерно 0,84·10⁵ Дж/кг).
Q = 0,84 • 10⁵ • 4 = 3,36 • 10⁵ Дж.
Ответ: 336 кДж (Примечание. Ответ в пособии: 320 кДж)

№ 3. Какое количество теплоты выделится при кристаллизации и охлаждении 1,5 кг цинка до температуры 20 °С?
Решение: 1. Кристаллизация при температуре плавления t_{пл} = 420° C :
Q₁ = λ m , λ_{цинка} ≈ 1,2 • 10⁵ Дж/кг.
Q₁ = 1,2 • 10⁵ • 1,5 = 1,8 • 10⁵ Дж.
2. Охлаждение от 420 °C до 20 °C:
Q₂ = cm(t_{пл} ─ t) , c_{цинка} ≈ 400 Дж/(кг·°C).
Q₂ = 400 • 1,5 • (420 ─ 20) = 400 • 1,5 • 400 = 240000 Дж = 2,4·10⁵ Дж.
Общее: Q = Q₁ + Q₂ = 1,8 • 10⁵ + 2,4 • 10⁵ = 4,2 • 10⁵ Дж.
Ответ: 420 кДж. (Примечание. Ответ в пособии: 390 кДж)

№ 4. Рассчитайте энергию, выделяющуюся при охлаждении и дальнейшей кристаллизации воды массой 2 кг. Начальная температура воды 30 °С.
Решение:
1. Охлаждение воды от 30 °C до 0 °C:
Q₁ = c_в m (30 ─ 0) , c_в = 4200 Дж/(кг·°C).
Q₁ = 4200 • 2 • 30 = 252000 Дж.
2. Кристаллизация при 0 °C:
Q₂ = λ m , λ_{льда} = 3,4 • 10⁵ Дж/кг.
Q₂ = 3,4 • 10⁵ • 2 = 6,8 • 10⁵ Дж.
Общее: Q = Q₁ + Q₂ = 252000 + 680000 = 932000 Дж.
Ответ: 932 кДж.

№ 5. Какое количество теплоты потребуется для нагревания и плавления 1 г свинца, начальная температура которого 27 °С?
Решение: m = 0,001 кг, t_{пл} = 327° C , c = 140 Дж/(кг·°C), λ = 2,5 • 10⁴ Дж/кг.
1. Нагрев до температуры плавления:
Q₁ = c m (327 ─ 27) = 140 • 0,001 • 300 = 42 Дж.
2. Плавление:
Q₂ = λ m = 25000 • 0,001 = 25 Дж.
Общее: Q = 42 + 25 = 67 Дж.
Ответ: 67 Дж.

№ 6. Какое количество теплоты необходимо для плавления 3 кг льда, имеющего начальную температуру ─20 °С, и нагрева образовавшейся воды до температуры кипения?
Решение:
1. Нагрев льда от ─20 °C до 0 °C:
Q₁ = c_л m (0 ─ (─20)) , c_л = 2100 Дж/(кг·°C).
Q₁ = 2100 • 3 • 20 = 126000 Дж.
2. Плавление льда:
Q₂ = λ m = 3,4 • 10⁵ • 3 = 1,02 • 10⁶ Дж.
3. Нагрев воды от 0 °C до 100 °C:
Q₃ = c_в m (100 ─ 0) = 4200 • 3 • 100 = 1,26 • 10⁶ Дж.
Общее: Q = 126000 + 1020000 + 1260000 = 2406000 Дж ≈ 2,41 МДж.
Ответ: ≈ 2,41 МДж.

№ 7. В сосуд с водой, имеющей температуру 0 °С, впустили 1 кг стоградусного водяного пара. Через некоторое время в сосуде установилась температура 20 °С. Определите массу воды, первоначально находящейся в сосуде.
Решение: Пар конденсируется при 100 °C, затем образовавшаяся вода остывает до 20 °C. Холодная вода нагревается от 0 °C до 20 °C.
Пусть m₀ — начальная масса воды в сосуде.
Тепло, отданное паром:
1. Конденсация: Q₁ = L m_п = 2,3 • 10⁶ • 1 = 2,3 • 10⁶ Дж.
2. Остывание воды от пара от 100 °C до 20 °C:
Q₂ = c_в m_п (100 ─ 20) = 4200 • 1 • 80 = 336000 Дж.
Тепло, полученное холодной водой:
Q₃ = c_в m₀ (20 ─ 0) = 4200 • m₀ • 20 = 84000 m₀.
Уравнение теплового баланса: Q₁ + Q₂ = Q₃.
2300000 + 336000 = 84000 m₀
2636000 = 84000 m₀
m₀ = 2636000 / 84000 ≈ 31,38 кг.
Ответ: ≈ 31,4 кг.

 

Другие варианты: Контрольная № 2 Варианты 3-4 

 

---

Вы смотрели: Физика 8 Контрольная работа 2 «Изменение агрегатных состояний вещества» с ответами. Решения задач из пособия «Физика 8 класс: Дидактические материалы » (авторы: А.Е. Марон, Е.А. Марон). Цитаты из пособия указаны в учебных целях.

Вернуться к Списку контрольных работ по физике в 8 классе