Zadanie 1

Blaszany kubek jest wykonany z materiału, który ma stosunkowo niskie ciepo właściwe i małą pojemność cieplną. Oznacza to, że nie trzeba dostarczać dużej ilości ciepła, aby ogrzać jeden kilogram tego materiału o jeden stopień Celsjusza.


Zadanie 2

Dane:

 

 

Gęstość wody przyjmujemy równą:

 

Szukane:

Rozwiązanie:

Obliczmy masę pierwszej wody. Gęstość   wyrażamy jako stosunek masy   do objętości  :

   

Zapiszmy równanie bilansu cieplnego, woda o wyższej temperaturze będzie oddawać ciepło w wyniku ochładzania, a woda o niższej temperaturze będzie pobierać ciepło w wyniku ogrzewania:

 

 

Wyznaczmy z powyższego wzoru masę drugiej wody:

 

Podstawmy dane do powyższego wzoru:

 

Odpowiedź:

Masa wlanej wody wynosiła 1,5 kg.


Zadanie 3

Dane:

  

 

Szukane:

Rozwiązanie:      

Obliczmy masę wody korzystając z definicji gęstości:

 gdzie  jest gęstością,  jest masą,  jest objętością. 

Wówczas:

   

Zapiszmy równanie bilansu cieplnego, woda o niższej temperaturze będzie pobierać ciepło od stali w wyższej temperaturze. Temperatura końcowa zarówno wody jak i stalowych kombinerek ustali się taka sama.

 

 

 

 

 

Podstawmy dane do powyższego wzoru:

 

  

Odpowiedź:

Temperatura końcowa kombinerek będzie wynosić około 20,5°C.


Zadanie 4

Stare i duże budowle mają bardzo często grube, kamienne mury. Mury te mają dużą pojemność cieplną, zatem długo się nagrzewają nawet w upalne dni. Dlatego w środku takiej budowli panuje dużo niższa temperatura niż na zewnątrz.


Zadanie 5

Dane:

 

 

Rozwiązanie:  

Im większa pojemność cieplna ciała, tym więcej energii może ono pobrać przy takiej samej zmianie swojej temperatury.

 

Masę ściany    możemy wyrazić jako:

   

Dostarczenie do drewna ciepła  spowoduje wzrost jego temperatury o  :

Taka sama zmiana temperatury betonu, nastąpi na skutek dostarczenia ciepła  :

Wyznaczmy iloraz dostarczonych ciepeł do obu materiałów:

  

Podstawmy dane do wzoru:

 

Ciepło  jest mniejsze od ciepła  . Zatem aby ogrzać o pewną temperaturę dany kawałek drewna trzeba dostarczyć mniej energii, niż aby ogrzać taki sam kawałek betonu o taką samą temperaturę.

Stąd drewno ma mniejszą pojemność cieplną.

Odpowiedź:

Ściana betonowa ma większą pojemność cieplną.