Тест по ОГЭ. Расчетная задача по термодинамике

Тест по ОГЭ. Расчетная задача по термодинамике Составила учитель физики МБОУ СОШ №28 Борисова Анастасия Евгеньевна

Данный тест предназначен для учащихся 9 классов, которые выбрали для сдачи ОГЭ дополнительным предметом физику. Данный тест предназначен для учащихся 9 классов, которые выбрали для сдачи ОГЭ дополнительным предметом физику. Тест включает в себя 7 расчетных задач. Время ограничено – 45 минут. К каждой задаче предоставлено четыре варианта ответа: А, Б, В, Г. В ОГЭ это вопрос под номером 23. Из второй части экзамена. Максимальный балл за 23 задачу- три балла, то есть должны быть все формулы, которые участвуют в данной задаче, должны быть соблюдены размерности и должен быть правильный ответ.

Оценивание теста по 5 балльной шкале. Оценивание теста по 5 балльной шкале. Правильные 7,6 заданий - оценка 5 баллов Правильные 5,4 задания - оценка 4 балла Правильные 3 задания – оценка 3 балла Правильные 2, 1 задание – оценка 2 балла

1. Какое минимальное количество теплоты необходимо для превращения в воду 500 г льда, взятого при температуре −10 °С? Потерями энергии на нагревание окружающего воздуха пренебречь. Ответ запишите в килоджоулях. 1. Какое минимальное количество теплоты необходимо для превращения в воду 500 г льда, взятого при температуре −10 °С? Потерями энергии на нагревание окружающего воздуха пренебречь. Ответ запишите в килоджоулях.

А) 181,3 кДж А) 181,3 кДж Б) 175,5 кДж В) 125,8 кДж Г) 148,6 кДж

2. Теплоизолированный сосуд содержит смесь льда и воды, находящуюся при температуре 0 °С. Масса льда 40 г, а масса воды 600 г. В сосуд впускают водяной пар при температуре +100 °С. Найдите массу впущенного пара, если известно, что окончательная температура, установившаяся в сосуде, равна +20 °С. (Ответ в граммах) 2. Теплоизолированный сосуд содержит смесь льда и воды, находящуюся при температуре 0 °С. Масса льда 40 г, а масса воды 600 г. В сосуд впускают водяной пар при температуре +100 °С. Найдите массу впущенного пара, если известно, что окончательная температура, установившаяся в сосуде, равна +20 °С. (Ответ в граммах)

А) 0,0306 кг А) 0,0306 кг Б) 0,0453 кг В) 0,0254 кг Г) 0,0350

3. Сколько граммов спирта нужно сжечь в спиртовке, чтобы нагреть на ней воду массой 580 г на 80 °С? КПД спиртовки (с учётом потерь теплоты) равен 20%. (Удельная теплота сгорания спирта 2,9·10^7Дж/кг, удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг·°С)).(Ответ в граммах) 3. Сколько граммов спирта нужно сжечь в спиртовке, чтобы нагреть на ней воду массой 580 г на 80 °С? КПД спиртовки (с учётом потерь теплоты) равен 20%. (Удельная теплота сгорания спирта 2,9·10^7Дж/кг, удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг·°С)).(Ответ в граммах)

А) 33,6 г А) 33,6 г Б) 38,2 г В) 34,5г Г) 32,9г

4. Двигатель трактора совершил полезную работу 23 МДж, израсходовав при этом 2 кг бензина. Найдите КПД двигателя трактора.

А) 30% А) 30% Б)45% В) 52% Г) 25%

5.На рисунке представлен график зависимости температуры от полученного количества теплоты для вещества массой 1 кг. Первоначально вещество находилось в твёрдом состоянии. Определите удельную теплоёмкость вещества в твёрдом состоянии. Ответ запишите в Дж/(кг · °С). 5.На рисунке представлен график зависимости температуры от полученного количества теплоты для вещества массой 1 кг. Первоначально вещество находилось в твёрдом состоянии. Определите удельную теплоёмкость вещества в твёрдом состоянии. Ответ запишите в Дж/(кг · °С).

А) 250 Дж/кг*С А) 250 Дж/кг*С Б) 270 Дж/кг*С В) 290 Дж/кг*С Г) 230 Дж/кг*С

6.Какое количество теплоты потребуется, чтобы в алюминиевом чайнике массой 700 г вскипятить 2 кг воды? Первоначально чайник с водой имели температуру 20 °С. 6.Какое количество теплоты потребуется, чтобы в алюминиевом чайнике массой 700 г вскипятить 2 кг воды? Первоначально чайник с водой имели температуру 20 °С. Удельная теплоемкость 920 Дж. (Ответ в кДж).

А) 480,37 кДж А) 480,37 кДж Б)520,42 кДж В) 723,52 кДж Г)640,25 кДж

7.Два однородных кубика привели в тепловой контакт друг с другом. Первый кубик изготовлен из меди, длина его ребра 3 см, а начальная температура t1 = 2 °C. Второй кубик изготовлен из алюминия, длина его ребра 4 см, а начальная температура t2 = 74 °C. Пренебрегая теплообменом кубиков с окружающей средой, найдите температуру кубиков после установления теплового равновесия.( pал=2700 кг/м^3; pмеди=8900 кг/м^3; с ал=920 Дж/кг*С; смеди=400Дж/кг*С) 7.Два однородных кубика привели в тепловой контакт друг с другом. Первый кубик изготовлен из меди, длина его ребра 3 см, а начальная температура t1 = 2 °C. Второй кубик изготовлен из алюминия, длина его ребра 4 см, а начальная температура t2 = 74 °C. Пренебрегая теплообменом кубиков с окружающей средой, найдите температуру кубиков после установления теплового равновесия.( pал=2700 кг/м^3; pмеди=8900 кг/м^3; с ал=920 Дж/кг*С; смеди=400Дж/кг*С)

А) 47 С А) 47 С Б) 50 С В)45 С Г) 57 С

Ответы: Ответы: Б) В) А) Г) В) А) А)

Развернутое решение задач: Задача № 1 Дано: m льда= 500г=0,5 кг t=-10 2100 Дж/кг*С Решение: 1. Необходимо вначале рассчитать какое количество теплоты необходимо для нагревания льда до температуры плавления: Q=cmΔt Q= 2100*0,5*(0-(-10))=2100*0,5*10=10500 Дж  

2) Теперь мы найдем количество теплоты которое необходимо для превращения льда в воду: Q=λm; λ=3,3*10^5 Дж/кг 2) Теперь мы найдем количество теплоты которое необходимо для превращения льда в воду: Q=λm; λ=3,3*10^5 Дж/кг Q=3,3*10^5*0,5=165000Дж 3) Теперь мы можем найти количество теплоты, сложив первое со вторым: Q=Q1+Q2 Q= 10500+165000=175 500 Дж=175,5 кДж Ответ: 175,5 кДж

Задача № 2. Решение: По условию задачи нам известно, что конечная температура положительная. Это означает, что весь лед расплавился и вся вода нагрелась, при этом пар конденсировался (Конденсация паров — переход вещества в жидкое или твёрдое состояние из газообразного) и вода остыла. Qполуч= Qотдан Q=λm, Q=rm Q=сmΔt

m1λ+(m1+m2)с(t2-t1)=m3r+m3с(t3-t2) m1λ+(m1+m2)с(t2-t1)=m3r+m3с(t3-t2) m1- масса льда, m2- масса воды, m3- масса пара λ-плавление льда =3,3*10^5 Дж/кг с- удельная теплоемкость воды =4200 Дж/кг*С t1- исходная температура воды t2-конечная температура t3- температура пара r- удельная теплота парообразования=2,3*10^6 Дж/кг m3=; m3==0,0254кг=25,4 г Ответ: 25,4г  

Задача № 3. Решение: При сгорании выделяется энергия, значит нужна формула Q=qm, где q- удельная теплота сгорания спирта =2,9*10^7 Дж/кг Также воспользуемся формулой : Q=cmΔt Т.к. КПД=20%, то Q= 0,2 Qсгорания cmΔt=0,2 qmсгор → mсгор=== 336*10^4кг=33,6 г  

Задача №4 Решение: При сгорании 2 кг бензина выделяется Q=qm Формула для КПД η=; Полезная работа нам дана по условию задачи, она равна 23 МДж Затраченную работу мы можем найти с помощью формулы: Аз=Q=qm Значит, мы получаем: η= Ответ:25%  

Задача №5 Решение: Чтобы записать дано и решить данную задачу, необходимо детально разобрать график. Из графика видно, что для нагревания 1 кг вещества на 230 С нам потребуется 50 кДж. С помощью формулы Q=cmΔt мы сможем рассчитать удельную теплоемкость с===250 Дж/кг*С Ответ: 250 Дж/кг*С  

Задача №6. Для начала нам следует найти сколько количества теплоты уйдет на нагревание чайника Qч=cалmчΔt сал=920 Дж/кг*С(удельная теплоемкость алюминия) mч=0,7 кг – масса чайника Δt=100-20=80С Qч=920*0,7*80=51520 Дж Затем ищем количество теплоты, которое пошло на нагревание воды: Qв=cвmвΔt св=4200 Дж/кг*С (удельная теплоемкость воды) mв=2 кг (масса воды) Qв=4200*2*80=672000Дж, Затем по формуле Q=Qч+Qв найдем количество теплоты Q= 51520+672000=723520 Дж=723,52 кДж. Ответ:723,52 кДж

Задача №7 Нам уже известно, что при нагревании или охлаждении тела на Δt тело получает или отдает количество теплоты Q=cmΔt Горячее тело передает более холодному тепло и этот процесс необратим. см*mм*(tк-t1)= са*ма*(t2-tк) теперь раскроем скобки смmмtк-смmмt1=самаt2-самаtк Теперь принесем с tк в левую сторону: tк(смmм+сама)=смmмt1+самаt2 Теперь выразим tк= Но по условию задачи у нас нет массы, но массу мы можем ее найти по формуле: m=V*p, p меди и плотность алюминия это табличные значения, но объема нет по условию задачи, но и объем мы можем найти по формуле, V куба=a^3, а- это сторона, по условию задачи сторона кубика из меди 3см, а сторона кубика из алюминия 4 см. Значит мы можем найти объем для каждого кубика.