В два одинаковых сосуда с холодной водой
Основная цель урока: рассмотреть каким образом можно изменить внутреннюю энергию, как эти изменения повлияют на тело, каким образом при подобных процессах тела взаимодействуют между собой.
Ссылка на видеоурок:
Конспект урока
СПОСОБЫ ИЗМЕНЕНИЯ ВНУТРЕННЕЙ ЭНЕРГИИ
Чтобы понять, каким способом можно изменить внутреннюю энергию, необходимо знать, от чего она зависит. Мы уже знаем, что внутренняя энергия зависит от средней кинетической энергии частиц, составляющих тело, и, следовательно, от его температуры. Значит, для изменения внутренней энергии тела нужно изменить его температуру.
ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ И РАБОТА
Опыт 1. Сделайте около 50 интенсивных ударов молотком по железному предмету. Проверьте на ощупь изменение температуры металла и молотка. Объясните явление.
Опыт 2. Положите монету на кусок деревянной доски и энергично потрите ее, прижимая к поверхности, в течение нескольких минут. Руками проверьте, как изменилась температура монеты.Объясните результат.
Опыт 3. Возьмите новый целый полиэтиленовый пакет. Ополосните пакет внутри горячей водой так, чтобы остались капли. Герметично привяжите его к наконечнику велосипедного насоса или большой резиновой груши. Энергично накачайте воздух в пакет, чтобы он лопнул. В воздухе появится туман. Объясните наблюдаемое явление.
Опыт 4. Возьмите резиновую ленту, связанную кольцом, приложите ленту ко лбу и запомните ее температуру. Удерживая резину пальцами руки, несколько раз энергично растяните и в растянутом виде снова прижмите ко лбу. Сделайте вывод о температуре и причинах, вызвавших изменение.
Совершая работу, мы можем изменить, например, потенциальную энергию тела. Подняв тело над поверхностью земли, мы тем самым увеличили его потенциальную энергию. Совершив работу, можно также изменить и внутреннюю энергию тела.
При трении тела нагреваются. Если потереть одну ладонь о другую, кожа нагреется. Если быстро спуститься по спортивному канату, то кожу на ладонях можно даже обжечь. Нагревание при трении люди использовали в древности для добывания огня. В наше время одним из способов добывания огня является трение спичечной головки о спичечный коробок.
В специализированной физической лаборатории при соблюдении всех мер предосторожности можно провести следующий опыт. На подставке укрепляется тонкостенная латунная трубка. В неё наливается немного эфира, и она закрывается пробкой. Затем трубка обвивается верёвкой. Если быстро натирать трубку верёвкой, то через некоторое время эфир закипит и пар вытолкнет пробку.
Этот опыт показывает, что внутренняя энергия эфира увеличилась, ведь он нагрелся и даже закипел. А причиной изменения внутренней энергии эфира стала наша работа против сил трения.
Именно из-за того, что температура в сосуде понижается, и появляется туман. Как и почему это происходит, мы с вами обсудим немного позднее. Всем, кто открывал бутылки с лимонадом, это явление хорошо знакомо: над горлышком появляется туман.
Увеличить внутреннюю энергию тела можно путём деформации. Если несколько раз ударить молотком по свинцовому шарику, он деформируется и заметно нагреется. Совершённая при этом работа приведёт к изменению взаимного расположения атомов свинца и к изменению характера их движения.
Рассмотрим пример, когда совершённая работа приводит к уменьшению внутренней энергии тела. В стеклянный толстостенный сосуд, закрытый резиновой пробкой, с помощью насоса нагнетается воздух, содержащий водяной пар. Через некоторое время пробка вылетает из сосуда, а в самом сосуде образуется туман, представляющий собой мельчайшие капельки воды.
Накачивая воздух в сосуд, мы совершаем работу. Число молекул в сосуде возрастает, увеличивается частота и сила их ударов, возрастает скорость их движения, и, следовательно, увеличивается внутренняя энергия и температура воздуха в сосуде. Затем сжатый воздух выталкивает пробку, совершая работу. При этом его внутренняя энергия уменьшается, и температура воздуха в сосуде понижается.
ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
Внутреннюю энергию тела можно изменить и без совершения механической работы. Например, внутреннюю энергию воды можно увеличить, нагрев на плите чайник. Если поставить горячую кастрюлю на холодную подставку, то с течением времени она остынет. Во всех приведённых примерах внутренняя энергия изменяется, хотя работа при этом не совершается.
Опустим металлическую ложку в стакан с горячей водой. Начальная температура воды выше температуры ложки. Значит, средняя кинетическая энергия молекул воды больше кинетической энергии частиц холодного металла. Молекулы воды, сталкиваясь с атомами металла, передают им часть своей энергии. При этом кинетическая энергия частиц металла увеличивается, а кинетическая энергия молекул воды уменьшается. В результате температура воды уменьшится, а температура ложки увеличится. С течением времени их температуры станут равными.
При непосредственном контакте двух тел с разными температурами происходит передача энергии от тела с более высокой температурой к телу, температура которого изначально была ниже. При этом внутренняя энергия тела с более высокой температурой уменьшается, а внутренняя энергия тела с меньшей температурой увеличивается.
Процесс передачи энергии от более нагретого тела или участков тела к менее нагретым называют теплопередачей или теплообменом.
Когда температуры тел становятся равными, теплопередача прекращается. При этом процесс теплопередачи необратим. Это означает, что невозможен самопроизвольный процесс передачи внутренней энергии от холодного тела к нагретому.
В XVIII в. французскими химиками была выдвинута идея теплорода — некой субстанции, объясняющей явления, связанные с теплотой и теплопередачей. Считалось, что частицы теплорода отталкиваются друг от друга, но притягивают частицы других веществ. Повышение температуры тела связывалось с увеличение количества теплорода, а понижение температуры — с его уменьшением. В середине XIX в. теория теплорода была отвергнута. Ей на смену пришла молекулярно-кинетическая теория строения вещества.
Бенджамин Томпсон (граф Румфорд) (1753 — 1814) Английский физик. В его честь Лондонское королевское общество учредило награду для выдающихся учёных — медаль Румфорда.
В 1798г. Румфорд сделал важное наблюдение: при высверливании канала в пушечном стволе выделяется большое количество тепла. Для более точного исследования он проделал опыт по сверлению канала в цилиндре, выточенном из пушечного металла. В высверленный канал поместили тупое сверло, плотно прижатое к стенкам канала и приводившееся во вращение. Термометр, вставленный в цилиндр, показал, что за 30 мин операции температура повысилась на десятки градусов Цельсия. Румфорд повторил опыт, погрузив цилиндр и сверло в сосуд с водой. В процессе сверления вода нагрелась и спустя 2,5 ч закипела.
Этот опыт Румфорд считал доказательством того, что теплота является формой движения.
если +А, тоU если +Q, тоt иU
если -А, тоU если –Q, тоt иU
U– внутренняя энергия, t – температура.
+A – работа совершается над телом, –A – тело совершает работу,
+Q – тело принимает тепло, –Q – тело отдаёт тепло.
Вопросы (тест) для самоконтроля:
1. Каким способом можно изменить внутреннюю энергию тела?
А. Только совершением работы.
Б. Совершением работы и теплопередачей.
В. Только теплопередачей.
Г. Внутреннюю энергию тела изменить нельзя.
2. Первый стакан с водой охладили, получив от него 1 Дж количества теплоты, а второй стакан подняли вверх, совершив работу в 1 Дж. Изменилась ли внутренняя энергия воды в первом и втором стаканах?
А. В 1 — уменьшилась, во 2 — не изменилась
Б. Ни в одном стакане не изменилась.
В. В 1 — не изменилась, во 2 — увеличилась.
Г. В обоих стаканах уменьшилась.
Д. В 1 — уменьшилась, во 2 — увеличилась.
3. Первая пластина перемещалась по горизонтальной поверхности и в результате действия силы трения нагрелась, а вторая пластина была поднята вверх над горизонтальной поверхностью. В обоих случаях была совершена одинаковая работа. Изменилась ли внутренняя энергия пластин?
А. У первой пластины не изменилась, у второй увеличилась.
Б. У обеих пластин увеличилась.
В. У первой пластины увеличилась, а у второй не изменилась.
Г. Не изменилась ни у первой, ни у второй пластин.
4. Два одинаковых камня лежали на земле. Первый камень подняли и положили на стол, а второй подбросили вверх. Изменилась ли внутренняя энергия камней?
А. У первого камня не изменилась, у второго – увеличилась.
Б. У обоих камней увеличилась.
В. У первого камня увеличилась, а у второго не изменилась.
Г. У обоих камней не изменилась.
5. Первую пластину подняли вверх над горизонтальной поверхностью, а вторую несколько раз изогнули, в результате чего она нагрелась. Работа в обоих случаях была совершена одинаковая. Изменилась ли внутренняя энергия пластин?
А. У первой пластины увеличилась, а у второй не изменилась.
Б. Нигде не изменилась.
В. У первой не изменилась, а у второй увеличилась.
Г. У обеих пластин увеличилась.
6. Два камня лежали на столе. Первый камень начал падать со стола, а второй взяли и положили на землю. Изменилась ли внутренняя энергия камней?
А. У первого увеличилась, а у второго не изменилась.
Б. У обоих камней уменьшилась.
В. У первого не изменилась, а у второго уменьшилась.
Г. Ни у одного камня не изменилась.
7. После того как распилили бревно, пила нагрелась. Каким способом изменили внутреннюю энергию пилы?
А. При совершении работы. Б. При теплопередаче.
8. Сок поставили в холодильник и охладили. Каким способом изменили внутреннюю энергию сока?
А. При совершении работы. Б. При теплопередаче.
9. В сосуде находится газ. Чтобы внутренняя энергия газа уменьшилась, нужно…
A. Сжать газ. Б. Увеличить объем газа.
10. Чтобы увеличить внутреннюю энергию автомобильной шины, нужно…
А. Выпустить из шины воздух. Б. Накачать в шину воздух.
11. Пружину слегка сжали. Что нужно сделать, чтобы увеличить внутреннюю энергию пружины?
А. Сжать пружину сильнее. Б. Отпустить пружину.
12. Резиновую нить слегка растянули. Чтобы внутренняя энергия нити увеличилась ее надо…
А. Растянуть сильнее. Б. Отпустить.
13. В каком из перечисленных случаев внутренняя энергия чашки не изменилась: 1) чашку переставили из шкафа на стол; 2) чашку передвинули по столу; 3) в чашку налили горячий чай.
А. 1,2, 3. Б. 1. В. 2. Г. 3. Д. 1 и 2. Е. 1 и 3. Ж. 2 и 3.
14. Два алюминиевых бруска массами 100 и 300 г, взятых при комнатной температуре, нагрели до одинаковой температуры. У какого бруска внутренняя энергия изменилась больше?
A. У обоих не изменилась.
Б. У обоих одинаково.
B. У первого бруска.
Г. У второго бруска.
15. В две одинаковые кастрюли налили одинаковое количество воды. В первой кастрюле воду довели до кипения, а во второй слегка подогрели. В каком случае внутренняя энергия воды изменилась меньше?
А. В обоих случаях не изменилась.
Б. В первой кастрюле.
B. Во второй кастрюле.
Г. В обоих случаях одинаково.
16. Одну из двух одинаковых серебряных ложек опустили в стакан с кипятком, а другую в стакан с тёплой водой. В каком случае внутренняя энергия ложки изменится меньше?
А. В обоих случаях не изменится.
Б. И обоим случаях одинаково.
В. В первом случае.
Г. Во втором случае.
Источник
Рабочая тетрадь по физике 8 класс Т.А. Ханнанова (к учебнику А.В. Перышкина)
1.1 Ответьте на вопросы.
1.2. Рассмотрите рисунок и заполните пропуски в тексте.
1.3. На рисунке приведена заготовка шкалы термометра.
а) Напишите числа около каждого штриха на шкале термометра таким образом, чтобы пределы измерения этим прибором соответствовали температуре 0 и 100° С.
б) Закрасьте на шкале простым карандашом интервал, которому соответствует температура от 30 до 40° С. Отметьте на нем точку, соответствующую нормальной температуре тела человека (36, 5° С).
1.4. Прочитайте текст и выполните приведенные ниже задания.
1.5. В таблицу занесены результаты измерений температуры воды в стакане в различные моменты времени. Постройте график зависимости температуры воды от времени.
2.1. а) Заполните пропуски в тексте, используя слова: работу, кинетической, потенциальная, масса, скорость, механической, Землей.
б) Дополните схему.
2.2. Муха массой 1 г летит со скоростью 5 м/с на высоте 2 м над землей. Чему равна кинетическая и потенциальная энергия мухи относительно поверхности земли? Чему равна механическая энергия мухи?
2.3. Заполните пропуски в тексте, используя слова и числа: 0, прекращается, увеличивается, уменьшается, движении, мала.
2.4. а) В одинаковых сосудах содержится одинаковое количество молекул одного и того же газа. В каком сосуде внутренняя энергия газа больше и почему?
2.5. а) На рисунке приведен график изменения температуры тела с течением времени. Заполните таблицу недостающими данными, характеризующими указанные точки графика.
3.1. а) Сформулируйте правильное утверждение, вычеркивая лишние слова, выделенные курсивом.
б) Как изменится внутренняя энергия молекул воды при понижении температуры и почему?
3.2. На рисунках показаны ситуации, при которых происходит увеличение внутренней энергии проволоки вследствие нагревания ее в средней части. Подпишите под каждым рисунком, каким способом происходит изменение внутренней энергии тела: совершением механической работы или теплопередачей.
3.3. Заполните таблицу, указав способ изменения внутренней энергии тела в каждом случае.
3.4. В тонкостенную латунную трубку на подставке налит эфир. Трубка закрыта резиновой пробкой, обвита веревкой, которую начинают быстро двигать то в одну, то в другую сторону. Через некоторое время пробка вылетает из трубки. Заполните пропуски в тексте, чтобы получилось объяснение наблюдаемого явления.
4.1. Вставьте в текст пропущенные слова.
4.2. На рисунках изображены пары тел с разной температурой. Покажите стрелками направление теплопередачи в каждом случае.
4.3. В таблице приведены описания наблюдений, связанных с использование на практике различных материалов. В каждом случае сделайте вывод, какой теплопроводностью обладает материал: хорошей или плохой.
4.4. Рассмотрите рисунки, на которых изображено строение пара (рис. а), воды (рис. б), льда (рис. в). Все эти вещества состоят из одинаковых молекул, но по-разному расположенных относительно друг друга.
4.5. На рисунке стрелками укажите части сковороды и кастрюли, сделанные из материалов с хорошей теплопроводностью; с плохой теплопроводностью.
5.1. Заполните пропуски в тексте.
5.2. Рядом с рисунками напишите, в каких случаях изображена естественная (свободная) конвекция, а в каких – вынужденная.
5.3. Два одинаковых по размеру шара, изготовленных из различных материалов, помещают внутрь жидкости и оставляют в покое. Спустя некоторое время шар 2 всплывает, а шар 1 остается погруженным в жидкость полностью (см. рис.).
5.4. Дверь из теплого помещения открыли в холодный коридор. Стрелками покажите на рисунке направление движения потоков воздуха около верхней и нижней частей двери. Ответ поясните.
5.5. Почему, купаясь летом в открытых водоемах, часто можно обнаружить, что вода у поверхности теплее, чем на глубине? Ответ поясните.
6.1. Напишите виды теплопередачи (теплопроводность, конвекция, излучение), которые осуществляются в явлениях, изображенных на рисунках.
6.2. Отметьте на рисунке цифрами 1, 2, 3 места, где происходят различные виды теплопередачи. Заполните таблицу.
6.3. а) Дополните предложения необходимыми словами в нужном падеже: уменьшить, увеличить, теплопроводность, излучение, конвекция.
6.4. Ответьте на вопросы.
7.1. Вставьте в текст пропущенные слова.
7.2. Запишите значение энергии в указанных кратных и дольных единицах.
7.3. Из приведенного ниже ряда характеристик физического тела отметьте галочкой только те, которые определяют количество теплоты Q, необходимое для нагревания тела до заданной температуры.
7.4. Сравните количество теплоты Q1 и Q2, переданное окружающей среде остывающими телами 1 и 2, изготовленными из одного и того же материала.
7.5. В эксперименте нагревали воду и с течением времени измеряли ее температуру. Результаты измерений были записаны в таблицу. Погрешность измерения температуры составила 1° С, погрешность измерения времени – 10 с. Представьте полученную информацию в виде графика, самостоятельно выбрав масштабные единицы на координатных осях.
7.6. На плитке нагревают два одинаковых сосуда А и В с разной массой воды. Каждый сосуд получает от плитки одинаковое количество теплоты за каждую минуту. На рисунке представлен график зависимости изменения температуры воды в каждом сосуде от времени.
8.1. Заполните пропуски в тексте.
8.2. Нагретый кирпич массой 3 кг опускают в холодную воду. Остывая на 1°С кирпич отдает воде количество теплоты, примерно равное 2700 Дж. Вычислите удельную теплоемкость кирпича.
8.3. Проанализируйте числовые данные, приведенные в таблице 1 учебника, и ответьте на вопросы.
8.4. Вычислите и запишите в таблицу количество теплоты, которое необходимо передать серебряным образцам массой m (см. табл.), чтобы их температура изменилась от t1 до t2. Известно, что для нагревания 1 кг серебра на 1°С необходимо затратить количество теплоты, равное 250 Дж (см. табл. 1 учебника).
8.5. Для сопоставления между собой удельных теплоемкостей двух жидкостей провели эксперимент. В первый сосуд налили 1 кг воды, а во второй – 1 кг подсолнечного масла. Жидкости нагревали с помощью одинаковых нагревателей, отдающих одинаковые количество теплоты за один и тот же промежуток времени. В ходе эксперимента измерялась температура жидкостей в разные моменты времени. Результаты измерений заносили в таблицу.
9.1. Медную деталь массой 100 г из неотапливаемого склада перенесли в теплое помещение, где она пробыла некоторое время (участки графика АВ и ВС). Затем деталь вынесли на улицу и поместили в контейнер (участок графика CD). Проанализируйте данные графика и ответьте на вопросы.
9.2. Стальной образец массой 1 кг постепенно нагревают от 0 до 100°С путем непрерывной передачи количества теплоты Q.
9.3. Образцу массой m было передано некоторое количество теплоты Q, благодаря чему его температура изменилась на Δt = t2 — t1. Заполните пустые клетки таблицы.
9.4. В калориметр наливают mx = 40 г холодной воды, температура которой равна tx = 20°С, и mг = 60 г горячей воды, температура которой tг = 50°С. Определите температуру смеси горячей и холодной воды tс, установившуюся в калориметре.
9.5. Стальную деталь массой 300 г, разогретую до 300°С, бросили в воду массой 5 кг при температуре 20°С. На сколько градусов повысилась температура воды, если вся выделенная деталью энергия пошла на нагревание воды?
10.1. Вставьте в текст пропущенные слова.
10.2. Под каждым рисунком впишите вид топлива, который используется на практике.
10.3. При сжигании дров выделяется такое же количество теплоты, что и при сгорании природного газа. Во сколько раз масса дров больше массы природного газа?
10.4. Какая масса каменного угля может заменить собой 2 т торфа как топлива? Ответ выразите в тоннах и округлите до десятых.
10.5. На сколько градусов изменится температура воды массой 10 кг, если ей передать все количество теплоты, выделившееся при сжигании 0,001 кг природного газа? Ответ округлите до целых.
10.6. На спиртовке нагревают воду массой mв = 100 г от t1 = 20°C до t2 = 80°C. КПД спиртовки составляет η = 20%.
11.1. Заполните пропуски в тексте.
11.2. На рисунке показана траектория брошенного с земли мяча.
11.3. Допишите предложение. «Если сжать и отпустить пружину с грузом, то начнется колебательный процесс: груз будет двигаться то вверх, то вниз».
11.4. Заполните пропуски в тексте.
11.5. На рисунках приведены примеры различных жизненных ситуаций. В каждом случае опишите, какие происходят превращения энергии (или передача энергии).
11.6. В стальную кастрюлю массой 400 г при начальной температуре 20°С наливают воду массой 1 кг при температуре 10°С. Какое количество теплоты необходимо передать кастрюле с водой, чтобы нагреть в ней воду до 100°С?
12.1. Дополните схему названиями агрегатных состояний вещества, находясь в которых, тело обладает указанными свойствами.
12.2. Закончите фразу, вычеркнув из выделенных слов не подходящие по смыслу.
12.3. Известно, что при нагревании стального шарика его объем увеличивается. Отметьте галочкой все пункты, характеризующие причину этого явления.
12.4. На трех рисунках схематично изображены различные агрегатные состояния одного и того же вещества. Под каждым рисунком напишите, в каком агрегатном состоянии находится вещество.
12.5. Ответьте на вопросы, заполнив пустые клетки таблицы подходящим по смыслу словом «да» или «нет».
12.6. В калориметр наливают 100 г подсолнечного масла при температуре 20°С. Затем в масло бросают разогретую до 200°С медную деталь массой 50 г. Какая температура масла установится в калориметре? Ответ округлите до целых.
12.7. Какую массу каменного угля необходимо сжечь в печи, чтобы довести 100 л воды до кипения? Начальная температура воды 20°С. Считать, что на нагревание воды идет 40% всей выделившейся энергии. Ответ выразите в граммах и запишите в таблицу.
13.1. На каждой температурной шкале закрасьте синим цветом участок, соответствующий интервалу температур, при которых указанное вещество находится в твердом состоянии. Для выполнения задания используйте таблицу 3 учебника.
13.2. Для каждого вещества, показанного в таблице:
а) определите по таблице 3 учебника температуру плавления и запишите в таблицу;
б) на температурной шкале определите удобную цену деления, около штрихов напишите соответствующие температуры; отметьте точками и температуру плавления, и заданную температуру вещества;
в) сделайте вывод, в каком агрегатном состоянии находится вещество при указанной температуре, и запишите ответ в соответствующую ячейку таблицы.
13.3. Подчеркните названия тех веществ, которые сохранятся в твердом состоянии, если их опустить в расплавленную сталь.
13.4. Какова самая низкая температура, при которой можно использовать:
14.1. На рисунке представлен график зависимости температуры вещества от времени и нанесены стрелки, схематически показывающие направление передачи количества теплоты.
14.2. Заполните таблицу согласно данным, представленным на графике (см. задание 14.1). Для ответов используйте знаки: «» (не меняется), «» (возрастает), «» (убывает». Заполняйте таблицу, последовательно отвечая на вопросы.
14.3. Лед массой 500 г нагрели от -20°С до температуры плавления. Какое количество теплоты было при этом передано льду? Описанный процесс соответствует участку АВ графика в задании 14.1.
14.4. Какое количество теплоты необходимо передать льду массой 500 г, чтобы его температура уменьшилась от 0 до -30°С? Описанный процесс соответствует участку FS графика в задании 14.1.
14.5. Какое количество теплоты необходимо передать воде массой 500 г, чтобы ее нагреть от 0 до 20°С? Описанный процесс соответствует участку CD графика в задании 14.1.
14.6. Какое количество теплоты передает вода массой 500 г при охлаждении от 20 до 0°С? Описанный процесс соответствует участку DE графика в задании 14.1.
14.7. По графику зависимости температуры от времени определите:
15.1. Заполните пропуски в тексте.
15.2. На рисунке представлен график зависимости температуры вещества от времени.
б) Обведите синим цветом участки графика, соответствующие твердому состоянию вещества; зеленым – соответствующие жидкому состоянию; синим и зеленым – область, где вещество находится одновременно в двух агрегатных состояниях.
в) На всех участках графика стрелками укажите, получает или отдает вещество количество теплоты.
15.3. Оловянную деталь массой 0,2 кг вначале нагрели до температуры плавления, а затем полностью расплавили. Какое при этом количество теплоты потребовалось? Описанный процесс соответствует участкам LM и MN графика в задании 15.2. Воспользуйтесь графиком и таблицей 4 учебника для получения недостающих данных.
15.4. Медный брусок массой 0,4 кг нагрели от 20°С до температуры плавления и затем полностью расплавили. Какое количество теплоты было передано при этом бруску?
15.5. Оловянный брусок массой 0,2 кг нагрели от 150 до 290°С. Какое количество теплоты было при этом передано бруску? Описанный процесс соответствует участкам LM, MN и NO графика в задании 15.2. При решении задачи можно воспользоваться результатами выполнения задания 15.2. Удельная теплоемкость твердого олова со.тв = 230 Дж/(кг•°С), жидкого олова со.ж = 270 Дж/(кг•°С).
15.6. Расплавленное олово массой 100 г залили в форму при температуре 232°С. В результате охлаждения произошло отвердевание олова. Какое количество теплоты было передано оловом окружающей среде к моменту его охлаждения до 190°С. Описанный процесс соответствует участкам PR и RS графика в задании 15.2.
16.1. Одинаковое количество воды налито в различные сосуды. В каждой паре сосудов выберите тот, в котором испарение воды происходит более интенсивно. Кратко обоснуйте свой выбор.
16.2. Заполните пропуски в тексте.
16.3. На рисунках схематически показано соотношение числа молекул жидкости, покидающих ее поверхность и возвращающихся из окружающей среды обратно в жидкость. Для каждого случая ответьте на вопросы. Существует ли динамическое равновесие между паром и жидкостью? Можно ли считать пар насыщенным? Ответы обоснуйте.
16.4. В теплоизолированном сосуде 200 г холодной воды, взятой при температуре 0°С, смешивают с 600 г горячей воды, взятой пр температуре 80°С. Какая температура установится в сосуде в результате теплообмена? Потерями энергии можно пренебречь.
17.1. Заполните пропуски в тексте.
17.2. Стрелками укажите, с каким явлением – испарением или конденсацией жидкости – связано каждое из описанных явлений.
17.3. В соответствующих местах на рисунке отметьте буквами К и И, где происходит конденсация водяных паров и испарение. Укажите причину каждого явления.
17.4. В каждый сосуд (см. рис.) налили воду комнатной температуры. Вначале термометры, опущенные в сосуды, показывали температуру 20°С. Через некоторое время показания термометров стали различными. Отметьте на рисунках примерные показания термометров. Поясните свой ответ.
18.1. Заполните пропуски в тексте.
18.2. Во время кипения в воде образуются пузырьки. Ответьте на вопросы.
18.3. На каждой температурной шкале закрасьте синим цветом участки температур, при которых указанное вещество находится в твердом состоянии. Штриховкой покажите участок температур, при которых вещество находится в жидком состоянии; участок температур, при которых вещество находится в газообразном состоянии, отметьте точками. Для выполнения задания используйте таблицы 3 и 5 учебника.
18.4. На рисунке представлен график зависимости температуры вещества от времени при его равномерном нагревании. Известно, что вначале вещество находилось в твердом состоянии.
19.1. а) Закончите фразу.
19.2. а) Закончите предложения.
19.3. а) Заполните пропуски в тексте.
19.4. Каким образом можно довести до состояния насыщения водяной пар в воздухе, если начальная температура воздуха равна 14°С, а плотность водяного пара в нем составляет 5,2 г/см3?
19.5. По психрометрической таблице (с. 223 – 224 учебника) определите:
20.1. В двух одинаковых кастрюлях налито одинаковое количество воды. Одну кастрюлю ставят на огонь, и вода в ней кипит, другая кастрюля при этом стоит на столе. В каком случае вода из кастрюли испарится быстрее и почему?
20.2. Заполните пропуски в тексте.
20.3. а) Рассчитайте количество теплоты, которое необходимо передать воде массой 100 г, чтобы превратить ее в пар при температуре 100°С.
20.4. Заполните таблицу.
20.5. На рисунке приведен график зависимости температуры воды от времени ее равномерного нагревания.
20.6. 1) На рисунке к задаче 20.5 изобразите график, соответствующий процессам:
а) конденсации водяного пара при 100°С;
б) охлаждению воды от 100 до 0°С;
в) кристаллизации воды при 0°С;
г) охлаждению льда от 0 до -40°С.
2) Напишите над каждым участком графика, какое количество теплоты выделяется веществом массой 500 г.
21.1. Вставьте в текст пропущенные слова.
21.2. а) Рассмотрите рисунок и ответьте на вопросы.
21.3
21.4
21.5
22.1.
22.2. б) Покажите на рисунке стрелками, откуда в цилиндр двигателя попадает горючая смесь, а куда выбрасываются отработанные газы.
в) Определите, какой такт работы двигателя изображен на рисунке.
22.3. На рисунке представлена схема работы четырехтактного двигателя внутреннего сгорания.
23.1. Дополните схему названиями известных вам видов тепловых двигателей.
23.2. Вставьте в текст пропущенные слова и цифры.
23.3. На рисунке схематично представлен принцип работы паровой турбины.
23.4.
24.1. Заполните пропуски в тексте.
24.2.
24.3. Трактор двигался с постоянной скоростью, развивая мощность N = 60 кВт. При этом за t = 15 мин работы им было истрачено m = 4 кг топлива. Удельная теплота сгорания топлива составляет q = 43000 кДж/кг. Определите КПД теплового двигателя трактора (в % с точностью до целых).
24.4. Снегоход, двигаясь равномерно, развивает мощность 18 кВт, сжигая при этом за четверть часа 2 кг топлива. Удельная теплота сгорания топлива 42000 кДж/кг. Определите КПД теплового двигателя снегохода. Ответ (в %) округлите до целых.
24.5. Мотоцикл, двигаясь равномерно, развивает мощность 13 кВт, сжигая за каждые 10 мин 400 г бензина. Определите КПД двигателя внутреннего сгорания мотоцикла (в %). Ответ округлите до целых. Недостающие данные найдите в таблице 2 учебника.
24.6. Представьте в виде диаграммы значения КПД тепловых двигателей трактора, снегохода и мотоцикла, полученные при решении задач 24.3 – 24.5.
Источник