Меншікті булану жылуы
Механикалық және жылу процестеріндегі энергияның сақталу және айналу заңы
Төмендегі тапсырмалар энергияның түрленуін, үйкеліс пен соқтығыс кезіндегі ішкі энергияның артуын, сондай-ақ П.Ә.К. (пайдалы әсер коэффициенті) ұғымын қолдануды бекітуге арналған.
№7 өзіндік жұмыс — I деңгей
- Шыны және қалайы шарлар бірдей биіктіктен құласа, қайсысы көбірек қызады? Неліктен?
- Таудан шанамен сырғанағанда энергия қалай түрленеді?
- Пластилин шар еденге құлағанда энергияның түрленуін түсіндіріңдер.
- Аялдамаға жақындаған автобус тоқтағанда энергия қалай түрленеді?
- Қоларамен жұмыс істегенде ара қызады. Энергияның түрленуін түсіндіріңдер.
- Жүзгіш бассейнде жүзіп, 130 кДж энергия жұмсады. Энергия қандай түрге айналды?
№7 өзіндік жұмыс — II деңгей
- 60 м биіктіктен құлаған сарқыраманың жоғарғы және төменгі нүктелеріндегі судың температура айырмасын табыңдар. Судың потенциалдық энергиясы толықтай суды қыздыруға кетті деп есептеңдер. (0,14 °C)
- Массасы 1 кг мыс шар 500 м биіктіктен құлағанда, қанша градусқа қызады? Барлық механикалық энергия шардың ішкі энергиясына айналды деп есептеңдер. (13 °C)
- Пневматикалық болат балғаның массасы 1,2 кг. 1,5 минут ішінде температурасы 20 °C-ге артты. Қыздыруға барлық энергияның 40%-ы кетті деп есептеп, атқарылған жұмысты және өндірілген қуатты анықтаңдар. (4,4 кДж; 49 Вт)
- 250 м биіктіктен құлаған тастың температурасы ауамен үйкеліс және жерге соғылу салдарынан 1,5 °C-ге көтерілді. Тастың энергиясының 50%-ы тасты қыздыруға жұмсалды деп есептеп, тастың меншікті жылу сыйымдылығын табыңдар. (817 Дж/(кг·°C))
- Массасы 10 т ауыр балға 2,5 м биіктіктен массасы 200 кг темір бұйымға түседі. Бұйым 20 °C-ге қызуы үшін қанша соққы қажет? Қыздыруға энергияның 30%-ы кетеді. (24)
- Екі бірдей мыс шар бірдей энергия алды. Біріншісі тыныштық күйде 40 °C-ге қызды, ал екіншісі қызбай белгілі жылдамдықпен қозғалды. Екінші шардың жылдамдығын анықтаңдар. (174 м/с)
№7 өзіндік жұмыс — III деңгей
- Қорғасын оқ 300 м/с жылдамдықпен ұшып келе жатып кенет тоқтады. Энергияның 50%-ы оқты қыздыруға жұмсалса, оқ қанша градусқа қызады? (161 °C)
- Қуаты 50 кВт «Жигули» автомашинасы 100 км/сағ жылдамдықпен 100 км жол жүруге 14 л бензин жұмсады. Қозғалтқыштың П.Ә.К-ін табыңдар. (35%)
- Қуаты 2000 кВт ұшақ 250 км/сағ орташа жылдамдықпен 500 км ұшады. Қозғалтқыштың П.Ә.К-і 25%. Қанша бензин жұмсалады? (1,3 т)
- Винтовкадан атылған оқтың массасы 9 г, жылдамдығы 800 м/с. Егер ату кезіндегі П.Ә.К 24% болса, оқ дәрінің массасын табыңдар. (4 г)
- Реактивті ұшақ 900 км/сағ жылдамдықпен 1,8 км қашықтыққа ұшуға 4 т отын жұмсады. Қозғалтқыш қуаты 5900 кВт, П.Ә.К 23%. Отынның меншікті жану жылуын анықтаңдар. (46 МДж/кг)
- Еркін құлаған болат шар жерге соғылған сәтте 41 м/с жылдамдықпен 1,6 м биіктікке қайта көтерілді. Соғылу кезінде шар температурасы қанша градусқа өзгерді? (1,6 °C)
Заттың агрегаттық күйінің өзгеруі: булану және конденсациялану
Бұл бөлімде булану, конденсация және меншікті булану жылуы ұғымдарына қатысты тапсырмалар берілген.
№8 өзіндік жұмыс — I деңгей (таңдау сұрақтары)
1) Беті ашық суы бар қазанды қыздырғанда:
- А) Егер қазанның беті жабылса, булану жылдамдығы артады.
- Ә) Температура көтерілгенде булану жылдамдығы кемиді.
- Б) Су кез келген температурада буланады.
2) Ыстық күні бала су сіңген жейде киді:
- А) Су буы конденсацияланғандықтан баланың денесі салқындайды.
- Ә) Су буланғандықтан салқындайды.
- Б) Жел соқса, булану баяулайды.
3) Шәйнек қайнағанда ас үйдің терезесі буланады:
- А) Булану кезіндегі су буы терезе әйнегін «терлетеді».
- Ә) Қайнағанда судың температурасы артады.
- Б) Терезе әйнегінің булануы — су буының конденсациялануы.
4) Меншікті булану жылуы:
- А) 1 кг суды қайнау температурасында буға айналдыруға қажетті жылу мөлшері.
- Ә) 1 кг суды буға айналдыруға қажетті жылу мөлшері.
- Б) 0,1 кг суды буға айналдыруға қажетті жылу мөлшері.
5) Массасы m суды буға айналдыруға қажет жылуды анықтайтын формула:
- А) Q = q·m
- Ә) Q = L·m
- Б) Q = c·m(t2 − t1)
№8 өзіндік жұмыс — II деңгей
- Температурасы 20 °C, массасы 200 г суды 100 °C-тағы буға айналдыру үшін қанша жылу қажет? (527,2 кДж)
- Температурасы 100 °C, массасы 50 г бу конденсацияланып, кейін 60 °C-ге дейін суыса, қанша жылу бөлінеді? (123 кДж)
- Температурасы 80 °C, массасы 5 кг суды 100 °C-тағы буға айналдыру үшін қанша жылу қажет? (11,9 МДж)
- Температурасы 28 °C, массасы 30 г спиртті қайнатып, буға айналдыру үшін қанша жылу керек? (30,75 кДж)
- Температурасы 100 °C, массасы 200 г су буы конденсацияланып, 40 °C-тағы суға айналса, қанша жылу бөлінеді? (510 кДж)
- Температурасы 20 °C, массасы 400 г суды қайнатып, оның 40 г-ын буға айналдыру үшін қанша жылу қажет? (226,4 кДж)
№8 өзіндік жұмыс — III деңгей
- Температурасы 20 °C, массасы 4 кг суды қайнатып, буға айналдыру үшін П.Ә.К-і 25% примусқа қанша керосин жағу қажет? (0,92 кг)
- Массасы 0,7 кг мыс калориметрде 12 °C-та тұрған 0,8 л суға 100 °C-тағы 0,05 кг бу жіберілді. Су температурасы қанша градусқа көтеріледі? (46 °C)
- 35 минут бойы қуаты 600 Вт электр плита 2 л суды 20 °C-ден 100 °C-ге дейін қыздырды және 200 г бу алды. Плитаның П.Ә.К-ін анықтаңдар. (90%)
- 50 г спирт толық жанғанда бөлінген энергияны пайдаланып, 0 °C-тағы қанша суды буға айналдыруға болады? (480 г)
- Температурасы 20 °C, көлемі 1 л суды қайнатып, буға айналдыру үшін қанша керосин жағу керек? (61 г)
- 0 °C-тағы суға 100 °C-тағы 1 кг бу жіберілді. Нәтижесінде ыдыстағы судың температурасы 20 °C-ге көтерілді. Ыдыстағы судың массасын анықтаңдар. (31,4 кг)
Қатты денелердің балқуы және қатаюы
Бұл тапсырмалар балқу, қатаю және жасырын жылу түсініктерін есептер арқылы бекітеді.
№9 өзіндік жұмыс — I деңгей
- Алюминий ыдыста мысты балқытуға бола ма?
- Мыс ыдыста қандай металды балқытуға болады?
- Қалайы 230 °C температурада қандай күйде болады?
- Массасы 4 кг, балқу температурасындағы қалайыны балқытуға қанша жылу қажет? (232 кДж)
- Балқу температурасындағы 100 кг темірді балқытуға қанша жылу қажет? (27 МДж)
- Қату кезінде балқу температурасындағы 2 кг алюминий мен 1 кг темірдің қайсысынан көп энергия бөлінеді? (темірден)
№9 өзіндік жұмыс — II деңгей
- Температурасы 32 °C, массасы 100 г қалайыны балқытуға қанша жылу керек? (10,9 кДж)
- Температурасы 10 °C, көлемі 2 л судың қатайғанда бөліп шығаратын энергиясын есептеңдер. (724 кДж)
- Температурасы 20 °C, массасы 24,5 кг алюминийді балқытуға қанша жылу керек? (23,7 МДж)
- 20 °C-тағы 15 л су 0 °C-та мұзға айналғанда қанша жылу бөлінеді? (6,36 МДж)
- Температурасы −5 °C, массасы 100 г мұздан 20 °C-тағы су алу үшін қанша жылу қажет? (43,45 кДж)
- Температурасы 800 °C темір бұйым 0 °C-ге дейін суығанда бөлінген жылу толықтай 0 °C-тағы 3 кг мұзды ерітуге жұмсалды. Бұйымның массасын табыңдар. (2,8 кг)
№9 өзіндік жұмыс — III деңгей
- П.Ә.К-і 80% қыздырғышта 1 кг мұнай жанғанда бөлінетін жылу есебінен 0 °C-та қанша қорғасынды балқытуға болады? (556 кг)
- Температурасы −10 °C, массасы 200 кг қарды ерітіп, 20 °C-тағы су алу үшін П.Ә.К-і 40% пешке қанша отын қажет? (22 кг)
- 0 °C-тағы мұздың үстіне қойылған алюминий текше мұздың ішіне толық батып кетуі үшін, оны қанша градусқа дейін қыздыру керек? (123 °C)
- Сыйымдылығы 100 л ваннаны 30 °C сумен толтыру үшін, 80 °C суға температурасы −20 °C болатын қанша мұз салу керек? Ваннаның жылу сыйымдылығы мен жылу шығыны ескерілмесін. (29,2 кг)
- Массасы 0,5 кг алюминий ыдыста 0 °C-тағы массасы 2 кг мұз бар. П.Ә.К-і 50% пеште 50 г керосин жақты. Мұз ерігеннен кейін ыдыстағы су қанша градусқа қызады? (53 °C)
- Массасы 700 г мұз температурасы 5 °C, массасы 2,5 кг суы бар калориметрге салынды. Тепе-теңдік орнаған соң мұз массасы 64 г-ға артты. Мұздың бастапқы температурасын табыңдар. (−50 °C)
Қысқаша бағдар: неге назар аудару керек?
Энергия түрленуі
Потенциалдық және кинетикалық энергия үйкеліс, соқтығыс, деформация арқылы ішкі энергияға ауысады.
Жасырын жылулар
Булану/конденсация және балқу/қатаю кезінде температура өзгермей, энергия фаза ауысуына жұмсалады.
П.Ә.К.
Есептерде берілген энергияның тек бір бөлігі ғана пайдалы іске кетеді: η арқылы ескеріледі.