ВсОШ 2014, Регионален етап, 7–11 клас — Задача 11. Две детали
Олимпиада Максвелла. Региональный этап. Теоретический тур (7–8 класс); XLVIII Всероссийская олимпиада школьников по физике. Региональный этап. Теоретический тур (9–11 класс). МФТИ, 2013/2014 уч.г.
9 класс
XLVIII Всероссийская олимпиада школьников по физике. Региональный этап. Теоретический тур
9 класс
Условие
Теплоизолированный сосуд был до краев наполнен водой при температуре С. В середину этого сосуда быстро, но аккуратно опустили деталь, изготовленную из металла плотностью кг/м, нагретую до температуры С, и закрыли крышкой. После установления теплового равновесия температура воды в сосуде равна С. Затем в этот же сосуд, наполненный до краев водой при температуре С, вновь быстро, но аккуратно опустили две такие же детали, нагретые до той же температуры С, и закрыли крышкой. В этом случае после установления в сосуде теплового равновесия температура воды равна С. Чему равна удельная теплоемкость металла, из которого изготовлены детали? Плотность воды кг/м. Удельная теплоемкость воды Дж/(кг С).
Отговори
- 920 Дж/(кг·°С)
Решение
Пусть объем сосуда равен , а объем детали, соответственно, .
Запишем уравнения теплового баланса для первого и для второго случаев:
Исключим из этой системы объем . Для этого выразим в каждом уравнении величину и приравняем получившиеся выражения:
Объём сократится. После алгебраических преобразований получим ответ:
Примерные критерии оценивания
- Учтено, что в первом случае оставшийся объём воды в сосуде — 1
- Записано уравнение теплового баланса (2) — 2
- Учтено, что во втором случае оставшийся объём воды в сосуде — 1
- Записано уравнение теплового баланса (3) — 2
- Получено выражение для теплоёмкости — 3
- Получен численный ответ — 1
Оригинал в Архива: region14T.pdf