ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ИТОГОВЫ ПРОЕКТ. Введение. Решение задач

Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение гимназия № 426

Петродворцового района Санкт-Петербурга

имени Героя Советского Союза Г. Д. Костылева

ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ИТОГОВЫ ПРОЕКТ

Предмет: Физика

Тема: «Решение задач на тепловые явление»

Выполнила:

Ученица 9 «Б» класса

Краснокутская Екатерина Петровна

Руководитель:

Учитель Физики

Дмитриева Ольга Александровна

Санкт-Петербург

2021 г.

1. Введение

Цель моего проекта: помощь в подготовке к сдаче ОГЭ и ЕГЭ по физике путем разбора задач отдельной отрасли – тепловых явлений.

Конечный продукт проекта: видеоролик с разбором задач.

Я выбрала именно это тему, так как считаю ее довольно интересной, а также требующей достаточного изучения при подготовке к экзамену.

Задачи:

1) Вспомнить основные законы, формулы, термины, касающиеся тепловых явлений.

2) Отбор 5 задач с сайта «Открытый банк заданий ОГЭ», основываясь на сложности задач и формулах, необходимых для их решения, и их полный разбор.

3) Создание видеоролика с разбором выбранных задач.

2. Решение задач

Я начала свою работу с того, что отметила несколько типов задач, выбрала наиболее необходимые из них и решила конкретные.

Материалы, которые я использовала при решении:

1. Простая задача.

На спиртовке нагрели 200 г воды от 15 °С до 73 °С. Какая масса спирта была потрачена на нагревание воды? Считать, что вся теплота от сгорания спирта идёт на нагревание воды.

Дано: m1(m воды) = 200 г, t начальная = 15 °С, t конечная = 73 °С;

Перевод данных в СИ: m1=0,2 кг;

Дополнительные данные, необходимые для решения: C воды = 4200 Дж/кг⋅°С, q спирта = 2,7⋅10⁷ Дж/кг;

Найти: m2 (m спирта).

Необходимые формулы:

Q1 (нагревание воды) = m1⋅C воды ⋅Δt

Q2 (сгорание топлива) = m2⋅q спирта

Решение:

1) ΣQ=O (вся теплота от сгорания спирта идёт на нагревание воды) => Q1=Q2

2) Так, m1⋅C воды ⋅Δt = m2⋅q спирта

3) Вывод конечной формулы: m2=

Расчет: m2= =0,0018 кг=1,8 г

Ответ: m2=1,8

2. Теоретическая задача.

Для того чтобы стеклянный стакан не треснул, какую ложку (деревянную или металлическую) следует в него опустить, прежде чем налить кипяток? Ответ поясните.

У металла теплопроводность намного лучше, чем у дерева. Следовательно, металлическая ложка заберет часть тепла и стакан нагреется меньше, а с деревянной ложкой такого эффекта не будет.

3. Задача с КПД.

Ударная часть молота массой 10 т свободно падает с высоты 2,5 м на стальную деталь. Какую массу имеет стальная деталь, если после 32 ударов она нагрелась на 20 °С? На нагревание расходуется 25% энергии молота.

Дано: m1 (m ударной части молота) =10 т, h=2,5 м, n=32, Δt=20 °С, η =25%;

Перевод данных в СИ: m1=10 000 кг;

Дополнительные данные, необходимые для решения: g=10 Дж/кг, C стали=500 Дж/кг⋅°С;

Найти: m2 (m стали).

Необходимые формулы:

E1(потенциальная) =m1⋅g⋅h

Q (нагревание стали) = m2⋅C воды ⋅Δt

η = ⋅100%

Решение:

1) η = ⋅100% или Q=25%E

2) E=n⋅E1, E1- энергия 1 удара

3) E1- потенциальная энергия => E1=m1⋅g⋅h

4) Q=c⋅m2⋅Δt

Q=25%m1⋅g⋅h⋅n

5) Так, c⋅m2⋅Δt=25%m1⋅g⋅h⋅n

6) Вывод конечной формулы: m2=

Расчет: m2= = 200 кг

Ответ: m2=200кг

4. Тепловое явление + электрическое явление.

Имеется два электрических нагревателя одинаковой мощности – по 400 Вт. Сколько времени потребуется для нагревания 1 л воды на 40 °С, если нагреватели будут включены в электросеть последовательно? Потерями энергии пренебречь.

Дано: R1=R2, V=1л, Δt=40 °С, P=400 Вт;

Перевод данных в СИ: V=0,001 м³;

Дополнительные данные, необходимые для решения: ρ воды=1000кг/м³, C воды = 4200 Дж/кг⋅°С;

Найти: t(время).

Необходимые формулы:

m= ρ⋅V

А = P⋅t

Q = c⋅m⋅Δt

Решение:

1) m=0,001м³ ⋅ 1000кг/м³ = 1 кг

2) R=

При последовательном соединении Rобщее = R1+R2

Pобщее = = U² / ( + ) = U² / = = =200Вт

3) По закону сохранения энергии: А = Q

Так, P⋅t= c⋅m⋅Δt

4) Вывод конечной формулы: t=

Расчет: t= = 840 сек = 14 мин

Ответ: 14 мин

5. Тепловое явление + механическое явление.

Летящая пуля пробивает тонкую деревянную стенку. В момент удара о стенку скорость пули была равна 400 м/с. В процессе торможения температура пули увеличилась с 50 до 300 °С. Какую скорость имела пуля при вылете из стенки, если считать, что всё количество теплоты, выделяемое при торможении в стенке, поглощается пулей? Удельная теплоёмкость вещества, из которого изготовлена пуля, равна 140 Дж/кг⋅°С.

Дано: V1=400 м/с, t1=50 °С, t2=300°С, С = 140 Дж/кг⋅°С;

Найти: V2

Необходимые формулы:

E (кинетическая) =

Q=c⋅m⋅Δt

Решение:

1) Eк= -A = -Q

2) ΔEк=Eк2-Eк1 = - =

3) Так, - c⋅m⋅Δt =

4) Вывод конечной формулы: V1=√ V2² + 2C⋅Δt

Расчет: V1= √ (400 м/с)² + 2⋅140 Дж/кг⋅°С ⋅ (300-50)°С = 480 м/c

Ответ: V2 = 480 м/с