Preuzeto iz Kataloga za pripremanje učenika osnovnih škola za takmičenja iz fizike Društva fizičara Tuzlanskog kantona
1. Temperatura vazduha u dvorani, čije su dimenzije 20 m x 35 m x 4 m je 7 °C. Pod pretpostavkom da samo vazduh apsorbuje toplotu, kolika koliĉina toplote je potrebna za zagrijavanje vazduha u dvorani na 24 °C ako se zna da je specifiĉni toplotni kapacitet vazduha 728 J/kg°C, a gustina vazduha 1,29 kg/m3 ?
2. Komad mesinga mase 200 g, zagrijan na 100 °C, stavimo u kalorimetar u kome se nalazi 65 g vode temperature 10 °C. Temperatura vode u kalorimetru se poveća na 30 °C. Koliki je specifiĉni toplotni kapacitet mesinga? Za specifiĉni toplotni kapacitet vode uzeti c2 = 4200 J/kg°C.
3. Tijelo mase 2 kg, pušteno da pada sa visine 90 m, kretalo se jednakoubrzano i palo na tlo za 6 s. Odrediti: a) ubrzanje tijela, b) brzinu tijela pri udaru o tlo, c) energiju tijela pri udaru o tlo, d) koliĉinu toplote koju su primili vazduh i tijelo zbog smanjenja mehaniĉke energije, e) silu otpora vazduha. Uzeti da je g = 10 m/s2
4. Crtež prikazuje grafik promjene temperature odredjene količine leda pri njegovom ravnomjernom zagrijavanju.
a. Koliko iznosi početna temperatura leda?
b. Na osnovu grafika objasniti koje se termičke pojave dešavaju tokom faza AB i BC.
c. Ako je masa leda 500 g, kolika je količina toplote dovedena da se led, temperature – 20 °C, istopi i predje u vodu temperature 60°C? Specifični toplotni kapacitet leda cL = 2100 J/kgK, specifična toplota toplota topljenja leda qt = 0,336 MJ/kg, specifični toplotni kapacitet vode cV = 4190 J/kgK
5. U čaši se nalazi količina vode m1 = 500 g, temperature t1 = 30 °C. U čašu se unese komad leda mase m2 = 50g, čija je temperatura t2 = 0°C. Kolika će biti temperatura vode u čaši kad se led istopi i uspostavi toplotna ravnoteža. Za specifični toplotni kapacitet vode uzeti 4200 J/kgC, a za specifičnu toplotu topljenja leda 335 kJ/kg. Sve gubitke toplote zanemariti.
6. Soba, dimenzija 4 m x 4,5 m x 2,4 m, zagrijava se pomoću električne peći snage P = 2,1 kW. Ako je gustina vazduha ρ = 1,3 kg/m3 , a njegov specifični toplotni kapacitet c = 1,1 kJ/(kg · °C), odredi vrijeme za koje će se vazduh u sobi zagrijati od temperature 15 °C do temperature 25 °C.
7. Na automobil, mase 1,1 t, tokom kretanja djeluje stalna sila trenja čiji je intenzitet jednak 15% njegove težine. Koliku će količinu benzina, specifične toplote sagorijevanja qs = 46 MJ/kg, potrošiti motor automobila za povećanje njegove brzine od v1 = 10 m/s do v2 = 72 km/h na putu dužine 400 m? Stepen korisnog djelovanja motora je kKD = 80%, a ubrzanje Zemljine teže na mjestu kretanja automobila g = 9,81 m/s2 .
8. Na 0 oC žica od čelika dugačka je 220 m, a žica od srebra 219,5 m. Pri kojoj će temperaturi obje žice biti jednako dugačke, ako je koeficijent linearnog termičkog rastezanja čelika 1,06 · 10-5K-1 , a srebra 1,97 · 10-5K-1 ?
9. Puščano zrno mase 12g pogodi aluminijsku ploču mase 500g brzinom 800 m/s. Prije pogotka temperatura zrna i ploče su iznosili po 200C. Kolika je zajednička temperatura zrna i ploče nakon pogotka? (czrna=125 J/kgK ; cAl=880 J/kgK)
10. U dva potpuno jednaka suda nalaze se dvije različite mase vode: m1= 1 kg i m2=2 kg čije se temperature zagrijavanjem povise redom za ΔT1= 10 K i ΔT2= 8 K. Za koliko je veća promjena unutrašnje energije u jednom sudu? ( Specifična toplota vode je 4186 J/kgK).
11. U tri litra vode temperature 20° C spusti se komad leda mase 0,5 kg čija je temperatura -15° C. Kolika je temperatura sistema ako se proces odvija u kalorimetru? Gubitke toplote zanemariti . Specifična toplota vode je 4200 J/kg°C, specifična toplota leda je 2100 J/kg°C, a toplota topljenja leda 335 kJ/kg.
