Вариант I
Часть 1.
1.Что называют тепловым движением?
В. непрерывное беспорядочное движение большого числа молекул;
2. Чем определяется внутренняя энергия тела?
Г. энергией беспорядочного движения и взаимодействия частиц тела.
3.Сковорода стоит на горячей плите. Каким происходит передача энергии от нижней стороны сковороды к верхней её стороне?
В основном - теплопроводностью; -
Малый вклад вносят конвекция и излучение; Так что
Г. всеми предложенными в ответах А-В
4. Какой буквой обозначают удельную теплоёмкость вещества?
Б. с
5. В каких единицах измеряется удельная теплота сгорания топлива?
Это количество тепла, выделившееся при сгорании 1 кг топлива.
В. Дж/кг
6. Какой физический параметр определяет количество теплоты, необходимое для нагревания вещества массой 1кг на 10С ?
Б. удельная теплоёмкость;
7. При каком процессе количество теплоты вычисляют по формуле Q = q m ?
Если q - удельная теплота сгорания то:
В. при сгорании топлива;
8. Скорость испарения жидкости зависит …
А. только от рода жидкости;
Б. только от температуры;
В. только от площади открытой поверхности жидкости;
Г. от А, Б и В одновременно.
9. При плавлении …
Б. внутренняя энергия увеличивается;
Пока не закончится плавление температура не меняется, а внутренняя энергия растет.
10. Тепловой двигатель состоит …
А. из нагревателя, холодильника и рабочего тела;
Часть 2.
11. Какое количество теплоты требуется для нагревания стальной детали массой 400 г
от 15 0С до 75 0С ?
( Удельная теплоёмкость стали 500 Дж/кг 0С ).
Q = cm(t2 - t1) = 500Дж/кг * 0,4 кг * 60 гр = 12000 Дж.
12. Сколько энергии нужно затратить, чтобы обратить в пар эфир массой 100 г, взятый при
температуре кипения?
( Удельная теплота парообразования эфира 4 10 5 Дж/кг).
Q = Lm = 4*10^5 Дж/кг* 0.1 кг = 4*10^4 Дж = 40 кДж
13. Во время кристаллизации воды при температуре 0 0С выделяется 34 кДж теплоты.
Определите массу образовавшегося льда.
( Удельная теплота кристаллизации льда 3,4 10 5Дж/кг ).
m=Q/r = 34000Дж/340000 Дж/кг = 0,1 кг
Часть 3.
14. Смешали бензин объёмом 1,5 л и спирт массой 500 г. Какое количество теплоты выделится
при полном сгорании этой смеси?
( Удельная теплота сгорания бензина 4,6 10 7Дж/кг,
удельная теплота сгорания спирта 2,7 10 7Дж/кг,
плотность бензина 710 кг/м3 ).
Q = Q1 + Q2 = q1*m1 + q2*m2 = 1,5*10^-3 м^3 * 710 кг/м^3 *4.6*10^7 Дж/кг + 0,5кг*2,7 10 7Дж/кг = (4,9 + 1,35)*10^7 Дж = 6,25*10^7Дж
15. Сколько требуется водяного пара при температуре 100 0С для нагревания стальной плиты
массой 200 кг от 10 0С до 40 0С ?
( Удельная теплоёмкость стали 500 Дж/кг 0С,
удельная теплота конденсации пара 2,3 10 6Дж/кг ).
Необходимое для нагрева количество теплоты
Q = cm(t2-t1) = 500*200*30 = 3000000 Дж = 3*10^6 Дж
При конденсации пара и охлаждении воды до 40 градусов должно выделиться такое же количество теплоты
Q = Lm + cm(100-40) = m *(2,3*10^6+4200*60) = 2,5*10^6 * m
Отсюда m = Q/2,5*10^6 = 3*10^6 Дж/2,5*10^6Дж/кг = 1,2 кг
Вариант II
Часть 1.
1. На различную степень нагретости тел указывает…
Г. температура тела.
2. От каких физических величин зависит внутренняя энергия тела?
Б. от температуры и массы тела;
3. Каким происходит передача энергии от Солнца к Земле?
В. излучением;
4. Какой буквой обозначают удельную теплоту парообразования?
А. L А вообще-то как хочу, если в тексте задания обозначил какой-то буквой и назвал это удельной теплотой парообразования.
5. В каких единицах измеряется удельная теплоёмкость вещества?
Б. Дж/кг 0С; Удельная теплоемкость это количество тепла (Дж) необходимое для повышения на 1 градус (0С) тела массой 1 кг (кг)
6. Какой физический параметр определяет количество теплоты необходимое для превращения в пар жидкости массой 1 кг, взятой при температуре кипения ?
Г. удельная теплота парообразования.
7. При каком процессе количество теплоты вычисляют по формуле Q = λ m ? Обычно символом λ - обозначают удельную теплоту плавления.
Б. при плавлении;
8. При кипении жидкости …
А. температура не меняется, пока вся жидкость не испарится.
9. Жидкость нагревают. Её внутренняя энергия при этом …
Б. увеличивается;, так как зависит от температуры прямо пропорционально
10.Коэффициентом полезного действия теплового двигателя называют…
В. отношение полезной работы, совершённой двигателем, к количеству теплоты полученному от нагревателя;
Проблема управляемого термоядерного синтеза - одна из важнейших задач, стоящих перед человечеством.
Человеческая цивилизация не может существовать, а тем более развиваться без энергии. Все хорошо понимают, что освоенные источники энергии, к сожалению, могут скоро истощиться. По данным Мирового энергетического совета, разведанных запасов углеводородного топлива на Земле осталось на 50-80 лет.
Исследователи всех развитых стран связывают надежды на преодоление грядущего энергетического кризиса с управляемой термоядерной реакцией. Такая реакция - синтез гелия из дейтерия и трития - миллионы лет протекает на Солнце, а в земных условиях ее вот уже пятьдесят лет пытаются осуществить в гигантских и очень дорогих лазерных установках, токамаках и стеллараторах. Однако есть и другие пути решения этой непростой задачи, и вместо огромных токамаков для осуществления термоядерного синтеза можно будет, вероятно, использовать довольно компактный и недорогой коллайдер - ускоритель на встречных пучках.
Для работы Токамака необходимо очень небольшое количество лития и дейтерия. Например, реактор с электрической мощностью 1 ГВт сжигает около 100 кг дейтерия и 300 кг лития в год. Если предположить, что все термоядерные электростанции будут производить 10 трлн. кВт/ч электроэнергии в год, то есть столько же, сколько сегодня производят все электростанции Земли, то мировых запасов дейтерия и лития хватит на то, чтобы снабжать человечество энергией в течение многих миллионов лет.
Кроме слияния дейтерия и лития возможен чисто солнечный термояд, когда соединяются два атома дейтерия. В случае освоения этой реакции энергетические проблемы будут решены сразу и навсегда.
В любом из известных вариантов управляемого термоядерного синтеза термоядерные реакции не могут войти в режим неконтролируемого нарастания мощности, следовательно, таким реакторам не присуща внутренняя безопасность.
Отличительной особенностью термояда является почти полная радиационная безопасность. Специалисты утверждают, что термоядерная электростанция с тепловой мощностью 1 ГВт в плане радиационной опасности эквивалентна урановому реактору деления мощностью 1 КВт - типичный университетский исследовательский реактор. Это обстоятельство во многом является решающим фактором, вызывающим пристальное внимание правительств ведущих стран к термоядерной энергетике при тесном международном сотрудничестве в этой области. Создана специальная международная программа, призванная в ближайшем будущем избавить человечество от надвигающегося энергетического кризиса.
До начала 1990-х годов, ни о каком сотрудничестве в области термояда речи не было. Все усилия двух супердержав были направлены на создание все более мощного термоядерного оружия, а проблемы энергетики рассматривались как "побочный продукт". Тем не менее, в 1954 г. в СССР под руководством Леонтовича в Институте атомной энергии удалось построить первый Токамак. Нарастание мощности термоядерных реакций в середине 1960-х годов позволило серьезно "подтолкнуть" проблему управляемого термоядерного синтеза.
Чернобыльская трагедия, многочисленные аварии на ядерных реакторах военного назначения, как в России, так и США, а, главное, изменение коренным образом общеполитической ситуации в мире привели к тому, что в 1998 г. при участии России, США, стран Европы и Японии был закончен инженерный проект Токамак-реактора "ИТЕР", рассчитанного на долговременное термоядерное горение смеси дейтерия с литием. Программа "ИТЕР" стоимостью 5 млрд. долл. предусматривает строительство в 2010-2015 гг. экспериментального Токамака мощностью 1 ГВТ, а в 2030-2035 годы планируется закончить строительство первого в мире демонстрационного термоядерного реактора производить электричество, избавив нас, таким образом, от проблемы "снабжения".
