Zadania z rozwiązaniami

Zadania z termodynamiki - rozwiązania krok po kroku

Termodynamika opisuje energię cieplną, temperaturę i przemiany energii. Poznasz tu ciepło właściwe, bilans cieplny, przemiany fazowe oraz zasady termodynamiki. To kluczowy dział na maturze z fizyki na poziomie rozszerzonym.

📖 Powtórz teorię

Kategorie zadań

Zestaw zadańCiepło właściweObliczanie ilości ciepła potrzebnej do zmiany temperatury substancji za pomocą wzoru Q = m c dT.Zestaw zadańBilans cieplnyWyznaczanie temperatury końcowej mieszanin i nieznanych wielkości z zasady zachowania energii cieplnej.Zestaw zadańPrzemiany fazoweObliczanie ciepła związanego z topnieniem, krzepnięciem i parowaniem podczas zmian stanu skupienia.Zestaw zadańZasady termodynamikiZastosowanie I i II zasady termodynamiki oraz obliczanie sprawności silników cieplnych.

Przykładowe zadania z rozwiązaniami

Ciepło właściwe

Ogrzewanie wody

Ile ciepła potrzeba, aby ogrzać 2 kg wody od 20 stopni C do 80 stopni C? Ciepło właściwe wody 4200 J/(kg K).

1
Dane: \( m=2\,\text{kg} \), \( \Delta T=80-20=60\,\text{K} \), \( c=4200\,\frac{\text{J}}{\text{kg K}} \).
2
Stosujemy wzór: \( Q=mc\Delta T \).
3
Podstawiamy: \( Q=2\cdot 4200\cdot 60 \).
4
Obliczamy: \( Q=504000\,\text{J}=504\,\text{kJ} \).

Q = 504 000 J = 504 kJ

Więcej zadań: Ciepło właściwe →

Bilans cieplny

Mieszanie wody

Zmieszano 1 kg wody o temperaturze 80 stopni C z 3 kg wody o temperaturze 20 stopni C. Oblicz temperaturę końcową mieszaniny.

1
Bilans cieplny: \( m_1 c (T_1-T)=m_2 c (T-T_2) \), ciepło właściwe się skraca.
2
Podstawiamy: \( 1\cdot(80-T)=3\cdot(T-20) \).
3
Rozwiązujemy: \( 80-T=3T-60 \), stąd \( 140=4T \).
4
Obliczamy: \( T=35\,\text{stopni C} \).

T = 35 stopni C

Więcej zadań: Bilans cieplny →

Przemiany fazowe

Topnienie lodu

Ile ciepła potrzeba, aby stopić 0,5 kg lodu o temperaturze 0 stopni C? Ciepło topnienia lodu 334 000 J/kg.

1
Dane: \( m=0{,}5\,\text{kg} \), \( L_t=334000\,\frac{\text{J}}{\text{kg}} \).
2
Stosujemy wzór: \( Q=mL_t \).
3
Podstawiamy: \( Q=0{,}5\cdot 334000 \).
4
Obliczamy: \( Q=167000\,\text{J}=167\,\text{kJ} \).

Q = 167 000 J = 167 kJ

Więcej zadań: Przemiany fazowe →

Zasady termodynamiki

Zmiana energii wewnętrznej

Gazowi dostarczono 500 J ciepła, a gaz wykonał pracę 200 J. Oblicz zmianę energii wewnętrznej gazu.

1
I zasada termodynamiki: \( \Delta U=Q+W \), gdzie praca wykonana PRZEZ gaz jest ujemna dla układu.
2
Gaz pobiera ciepło: \( Q=+500\,\text{J} \), wykonuje pracę: \( W=-200\,\text{J} \).
3
Podstawiamy: \( \Delta U=500+(-200) \).
4
Obliczamy: \( \Delta U=300\,\text{J} \).

dU = 300 J

Więcej zadań: Zasady termodynamiki →

Najczęściej zadawane pytania

Czym różni się ciepło od temperatury?+

Temperatura to miara średniej energii cząsteczek, a ciepło to energia przekazywana między ciałami o różnych temperaturach. Ciepło jest formą przekazu energii, a nie stanem ciała.

Dlaczego podczas topnienia temperatura się nie zmienia?+

Bo dostarczane ciepło jest zużywane na zerwanie wiązań między cząsteczkami (zmianę stanu skupienia), a nie na zwiększenie ich energii kinetycznej.

Co mówi pierwsza zasada termodynamiki?+

Zmiana energii wewnętrznej układu równa się sumie dostarczonego ciepła i pracy wykonanej nad układem. To zasada zachowania energii dla zjawisk cieplnych.

Dlaczego woda tak długo się nagrzewa?+

Bo ma bardzo wysokie ciepło właściwe (około 4200 J/(kg K)). Do ogrzania wody trzeba dostarczyć dużo energii w porównaniu z innymi substancjami.

Chcesz przerobić ten dział do końca?

W kursie dział „Termodynamika” ma lekcję wideo, cztery poziomy materiałów PDF (od teorii po arkusze CKE) i quiz. Możesz kupić sam ten dział za 177 zł albo cały kurs.

🔥 Dział 8: Termodynamika →📚 Cały kurs i ceny 👨‍🏫 Zobacz korepetycje