CIEPŁO

Termodynamika
Ciepło właściwe wody wynosi 4200 J/kg•0C, ciepło właściwe lodu wynosi 2100 J/kg•0C, cpary wodnej = 2200 J/kg•0C
Ciepło topnienia lodu wynosi 335 000 J/kg ciepło parowania wody wynosi 2 300 000 J/kg
1. [P] Oblicz ile wynosi cieplny przepływ energii przy ogrzaniu masy 1 kg wody od 200 C do 300 C?
2. [P] Oblicz ciepło potrzebne do ogrzania 2 kg wody od temperatury topnienia lodu 0 0 C do temperatury wrzenia
wody 1000 C.
3. [P] 2 kg wody ogrzano w procesie cieplnym dostarczając do niej 168 000 J ciepła. Oblicz o ile stopni ogrzała się
woda?
4. [P] Oblicz jaką masę wody można ogrzać od temperatury 200 C do temperatury wrzenia dostarczając 2 MJ
ciepła?
5. [P] Oblicz ciepło potrzebne do ogrzania 3 kg lodu od temperatury T 1 = -1000 C do temperatury topnienia
T2 = 00 C.
6. [P] 4 kg lodu ogrzano w procesie cieplnym dostarczając do niego 42 000 J ciepła. O ile stopni ogrzał się lód?
7. [P] Do ogrzania masy 100 g pewnego metalu od 200 C do 1000 C konieczny był cieplny dopływ energii
w ilości 2000 J. Oblicz jaką wartość ma ciepło właściwe tego metalu?
8. [P] Oblicz jaką masę lodu można ogrzać od temperatury -300 C do temperatury topnienia dostarczając 126 kJ
energii w procesie cieplnym?
9. Uczniowie klasy III badali zależność przyrostu temperatury wody do ilości dostarczanej energii. W tym celu
podgrzewali wodę o masie 1 kg w specjalnym naczyniu, a uzyskane wyniki przestawili na wykresie. Oblicz ciepło
właściwe wody.
10. Oblicz ile energii odda otoczeniu szklanka o objętości 0,25 litra z gorącą wodą (1000 C) do chwili ostygnięcia
pozostawiona w pokoju, w którym temperatura wynosi 200 C? Ciepło właściwe wody wynosi 4200 J/kg•0C,
a jej gęstość 1000 kg/m3.
11. Oblicz ile co najmniej energii cieplnej trzeba dostarczyć, aby ogrzać powietrze w pokoju o wymiarach
5m•4m•3,5m od temperatury 00 C do temperatury 200 C?(ρpowietrza = 1,29 kg/m3, c = 1000 J/kg•0C)
12. Płytę stalową o wymiarach 1m, 0,5m, 0,01m ogrzano o 5000 C. Oblicz ile dostarczono ciepła do tej płyty?
Ciepło właściwe stali wynosi 500 J/kg•0C, a gęstość 7900 kg/m3.
13. Na ogrzanie kamienia o masie 5 kg o 200 C zużyto tyle samo energii, ile na ogrzanie wody o masie 2 kg
o 10,50 C. Oblicz ile wynosi ciepło właściwe substancji, z której zbudowany jest kamień?
14. W aluminiowym rondlu o masie 600 g ogrzewano 2 kg wody od temperatury 20 0 C do 1000 C. Oblicz jaka ilość
energii musiała być dostarczona? (caluminium = 900 J/kg•0C)
15. W miedzianym naczyniu o masie m 1 = 2 kg znajduje się 5 litrów wody o temperaturze T1 = 200 C. Oblicz jaką
ilość ciepła trzeba dostarczyć do naczynia, by woda osiągnęła temperaturę T2 = 1000 C? (ciepło właściwe miedzi
c1 = 400 J/kg•0C, gęstość wody wynosi 1000 kg/m3)
16. Dostarczono tej samej ilości energii cieplnej 1 kg wody i 10 kg stali. Woda ogrzała się o 10 0 C. Oblicz o ile
ogrzała się stal? Ciepło właściwe stali 500 J/kg•0C.
17. O ile zmniejszy się energia wewnętrzna szklanki wrzątku o masie 250 g stygnąc do temperatury 20 0 C?
18. Podczas stygnięcia żelazka do prasowania o masie 3 kg, mającego temperaturę 150 0 C, jego energia
wewnętrzna zmalała o 140 kJ. Do jakiej temperatury ostygło żelazko? Ciepło właściwe substancji żelazka wynosi
460 J/kg•0C.
19. [P] Oblicz zmianę energii wewnętrznej układu, który wykonał pracę 500 J w czasie gdy dostarczono
mu 2kJ ciepła.
1
20. [P] Gaz w cylindrze pod tłokiem otrzymał 100 J energii cieplnej. Energia wewnętrzna tego gazu wzrosła
o 70 J. Oblicz ile wynosi praca wykonana przez gaz?
21. Oblicz, o ile wzrasta temperatura wody spadającej w wodospadzie Niagara z wysokości 50 m, jeżeli przyjąć, że
całkowita energia potencjalna zamieniła się w energię wewnętrzną wody?
22. Pociąg towarowy o masie 3000 ton, jadący z prędkością 72 km/h, zahamowano za pomocą hamulców. Oblicz
o ile wzrosła energia wewnętrzna hamulców i kół wagonów, o które tarły te hamulce.
23. Oblicz ile wyniósłby przyrost temperatury wody spadającej w wodospadzie z wysokości 100 m, gdyby cała
energia potencjalna wody przekształcała się w jej energię wewnętrzną? Ciepło właściwe wody wynosi
4200 J/kg•0C.
24. Oblicz z jakiej wysokości musiałaby spaść kulka z miedzi, aby przy uderzeniu o powierzchnię Ziemi jej
temperatura wzrosła o100 C? cmiedzi = 380 J/kg•0C
25. [P] Oblicz ile ciepła potrzeba do stopienia 5 kg lodu o temperaturze 00 C.
26. [P] Oblicz jaką masę lodu o temperaturze 00 C stopiono dostarczając do tego lodu 1 005 000 J ciepła?
27. Mamy kawałek lodu o masie 1 kg i temperaturze 00 C. Oblicz ile energii w postaci ciepła trzeba dostarczyć, aby
stopić ten kawałek lodu i otrzymać wodę o temperaturze 100 C?
28. Oblicz ile potrzeba ciepła, aby 2,5 kg lodu o temperaturze -50 C ogrzać do temperatury 00 C, a następnie stopić?
29. Oblicz ile ciepła pobrał lód o masie 1 kg, jeżeli zamienił się w wodę o temperaturze 200 C? Początkowa
temperatura lodu wynosiła -100 C.
30. Oblicz ile energii w postaci ciepła odda 10 kg wody o temperaturze 250 C do chwili całkowitego zamarznięcia?
31. Oblicz ile ciepła należy dostarczyć aby kawałek ołowiu o objętości 20 cm 3 stopić, jeżeli jego temperatura
początkowa wynosiła 120 C?(c = 130 J/kg•0C, Ttopn = 3270 C, L = 25 000 J/kg, ρ = 11300 kg/m3)
32. Oblicz ile trzeba zużyć ciepła, ażeby stopić 5 kg lodu o temperaturze 00 C i powstałą wodę ogrzać do 1000 C?
33. Oblicz ile w przybliżeniu energii w procesie cieplnym trzeba dostarczyć bryle żelaza o masie 100 kg
i temperaturze początkowej 200 C, aby ją stopić w temperaturze topnienia żelaza? (c = 460 J/kg•0C,
Ttopn = 15350 C, L = 270 000 J/kg)
34. [P] Oblicz ile ciepła należy dostarczyć, aby 2 kg wody o temperaturze 1000 C zamienić całkowicie w parę?
35. [P] Jaką masę wody o temperaturze 1000 C można odparować dostarczając do niej 4 520 000 J ciepła?
36. Ile ciepła należy doprowadzić, aby 2 kg wody o temperaturze 200 C zamienić całkowicie w parę
o temperaturze 1000 C?
37. Oblicz ile energii cieplnej zużyto na ogrzanie wody o masie 5 kg od temperatury 30 0 C do temperatury wrzenia
i odparowanie tej wody w temperaturze wrzenia?
38. Oblicz ile ciepła wydzieli się podczas skroplenia masy 20 kg pary wodnej w temperaturze 100 0 C i oziębienia
powstałej wody do 300 C?
39. Bryła lodu o masie 2 kg ma temperaturę 00 C. Ile energii trzeba dostarczyć, aby ten lód roztopić, ogrzać wodę z
lodu do temperatury 1000 C i zamienić ją na parę wodną w tej temperaturze?
40. 10 kg wody o temperaturze 200 C ogrzano i zamieniono go w parę o temperaturze T k = 1100 C. Oblicz
dostarczone do tego ciała ciepło.
41. Kawałek lodu o masie 10 kg i temperaturze T 1 = -400 C ogrzano i zamieniono go w parę o temperaturze T k =
1200 C. Oblicz dostarczone do ciała ciepło.
42. Wykres przedstawia zmianę temperatury wody od czasu (pod normalnym ciśnieniem atmosferycznym).
Poszczególne odcinki wykresu odpowiadają procesom
A. AB – ochładzania wody, BC – zamarzania wody, CD – ochładzania lodu.
B. AB – ogrzewania lodu, BC – topnienia lodu, CD – ogrzewania wody.
C. AB – ogrzewania lodu, BC – topnienia, CD – sublimacji.
D. AB – ochładzania wody, BC – topnienia, CD – resublimacji.
2