Розділ 1. Теплові явища

Завдання для самоперевірки до розділу І

Частина І

1. г. Кількість молекул газу змінюється із зміною його маси; розміри і маса молекул визначаються його типом (хімічною формулою); швидкість молекул газу залежить від його температури.

2. б. Після вимкнення духовки повітря, що в ній знаходиться, почне охолоджуватися, передаючи тепло її стінкам.

3. б. Кулька лопнула — була виконана робота, а отже, зменшилася внутрішня енергія (якщо кулька пропускає повітря і воно виходить з неї, вона може опуститися і внаслідок зменшення маси зменшується внутрішня енергія).

4. а. Розширення деталі відбувається саме внаслідок збільшення відстані між атомами.

5. а. Відповідно до формули Q = cmΔt°, маємо: Q = 920 Дж/кг°С ∙ 2m ∙ 50°С = 92 кДж.

6. Дівчинка одягнена у світлий одяг, який відбиває сонячні промені і менше нагрівається, тому вона почувається комфортніше за хлопчика у темному одязі, який поглинає тепло.

7. Дано:

Розв’язання:

З формули маємо: За таблицею ця речовина — сталь, (в).

8. Людина одягається «тепло» для запобігання теплообміну з довкіллям, тому в морозну і спекотну погоду такий одяг дозволяє зберігати сталу температуру тіла.

9. б — Розміщення захисного екрану відбиває тепло і повертає його до кімнати.

г — Фарбування радіатора у темний колір дозволяє зберігати тепло, оскільки темні поверхні охолоджуються повільніше.

10. Дано:

Розв’язання:

За означенням тепло, що йде на нагрівання: Q = cmΔt°. Маємо:

Значення питомих теплоємностей знайдемо за таблицею:

Масу води знайдемо за формулою m = Vρ, де Отже,

11. Дано:

Розв’язання:

За малюнком можна знайти масу циліндра: динамометр показує, з якою силою циліндр притягується до землі. F_тяж. = 8,5 Н.

За означенням F_тяж. = mg, де Отже,

Питому теплоємність сталі знайдемо за таблицею:

Маємо:

12. Дано:

Розв’язання:

Кількість теплоти, що йде на нагрівання рідини міді та олії: (за таблицею). За умовою: Q₁ = Q₂, отже: Звідси:

13. Дано:

Розв’язання:

За означенням Кількість теплоти, що випромінює за урок учень: За умовою: Q = Q_B, отже: Масу води знайдемо за формулою Маємо:

Обчислимо значення:

14. Дано:

Розв’язання:

За умовою: де — потенціальна енергія кулі. Маємо: Звідси: де

Обчислимо значення, взявши питому теплоємність кулі з таблиці:

15. Дано:

Розв’язання:

Відповідно до рівняння теплового балансу: Q_Ц = Q_В, де

Маси циліндра і води знайдемо за формулою: m = ρV. Густину латуні та води знайдемо за таблицею:

Об’єми води і циліндра знайдемо за малюнком: (за законом Архімеда).

Маємо: Після розкриття дужок і математичних дій отримаємо:

Обчислимо шукане значення:

Частина II

1. г. За кімнатної температури ртуть перебуває в рідкому стані і внаслідок своїх властивостей має форму кулі, яку можна певним чином змінювати, зберігаючи при цьому об’єм.

2. г. При стисканні зменшується відстань між молекулами; оскільки у газів така відстань найбільша, їх легше всього стискати.

3. в. При переході речовини з одного стану в іншій змінюється відстань між молекулами, а отже, характер руху та взаємодії між ними.

4. а. Переходи речовини з одного стану до іншого відбуваються при сталих температурах.

5. б. За формулою m = V ∙ ρ при зменшенні об’єму газу (стисканні) має збільшуватися його густина у стільки ж разів, оскільки маса залишається незмінною (результат множенняцих величин).

6. в. У посудині зі свинцю можна розплавити олово, бо його питома теплота плавлення менша, а отже, кількість теплоти для досягнення температури плавлення менша.

7. г. Від 15 °С до 78 °С відбувалося нагрівання рідини, а далі — за незмінної температури — кипіння. За таблицею встановлюємо, що 78°С — температура кипіння спирту.

8. Дано:

Розв’язання:

За означенням (за таблицею). Маємо:

9. За означенням: 1 — в (замерзання/кристалізація води); 2 — а (дрова — це паливо); 3 — б (процес пароутворення).

10. Дано:

Розв’язання:

За означенням Q = qm, звідки (за таблицею). Отже,

11. При диханні до легенів потрапляє разом з повітрям водяна пара, яка всередині активно випаровується. Випаровування супроводжується охолодженням (на цей процес оточення витрачає енергію).

12. При стисканні суміші виконується механічна робота, яка переходить у внутрішню енергію суміші, і її температура підвищується. При робочому ході відбувається виконання роботи вже самою сумішшю, і тому її внутрішня енергія зменшується, а температура знижується.

13. Дано:

Розв'язання:

За означенням: де - теплота від згоряння палива (природного газу). Маємо: (за таблицею).

Обчислимо значення:

14. Дано:

Розв’язання:

Температура кипіння ефіру — 35 °С. За означенням: (за таблицею).

Повне тепло:

Маємо:

15. Дано:

Розв’язання:

Відповідно до рівняння теплового балансу Q₁ = Q₂, де Q₁ — кількість теплоти, що виділяється під час згоряння дров, Q₂ — кількість теплоти, необхідна для нагрівання міді. Маємо: Звідси:

Обчислимо значення:

16. Дано:

Розв’язання:

За означенням: — кількість теплоти, що виділиться при згорянні природного газу; Q_кop = Q₁ + Q₂ + Q₃ — кількість теплоти, що необхідна для нагрівання коробки, до температури плавлення свинцю та його розплавлення.

Маємо: Звідси:

Обчислимо значення:

17. Дано:

Розв’язання:

За означенням: де А_кор = Р ∙ t — робота, що виконується автомобілем при русі; — кількість теплоти, що виділяється при згорянні палива. Маємо: Час руху виразимо з формули: Отже: Звідси:

Обчислимо значення:

За умови рівномірного руху: Р = F ∙ v, звідси: Маємо: