Фізика 8 клас збірник задач - 2016

РОЗДІЛ 1. ТЕПЛОВІ ЯВИЩА

6. КРИСТАЛІЧНІ ТА АМОРФНІ ТІЛА. ПЛАВЛЕННЯ ТА КРИСТАЛІЗАЦІЯ

1 -й рівень складності

6.1. Питома теплота плавлення алюмінію дорівнює 390 кДж/кг. Поясніть фізичний зміст цієї величини.

6,2. Срібну та сталеву заготовки однакової маси нагріли так, що вони почали плавитися. Для розплавлення якої з них потрібно витратити після цього більшу кількість теплоти?

6.3. Під час плавлення кристалічного тіла його температура залишається незмінною. Чи змінюється під час плавлення внутрішня енергія тіла?

6.4. Яке з тіл має більшу внутрішню енергію: шматок льоду масою 1 кг за температури 0°С чи вода масою 1 кг за тієї самої температури?

6.5. У каструлі з водою плаває шматок льоду. За яких умов він не буде танути?

6.6. Чи можна в чавунному казані розплавити срібло? залізо?

6.7. Залізо, мідь, алюміній і олово потрібно нагріти в печі до 700 °С. Який із металів перед нагріванням слід обов’язково покласти в посудину? Обґрунтуйте свою відповідь.

6.8. Якщо в ящик, обкладений з усіх боків пінопластом, покласти продукти та пластикову пляшку з льодом, то досить довгий час температура продуктів буде 0°С. Чому?

6.9. Шматок льоду дістали з морозильної камери та поклали на тарілку. Чому він почне танути не відразу?

6.10. У продовольчих магазинах свіжу рибу кладуть на відкриті прилавки, які наповнені льодовою крихтою. Чому риба на такому прилавку не замерзає, як у морозильній камері?

6.11. Якщо заповнену водою скляну пляшку винести на мороз, то через деякий час пляшка розколеться. Чому?

6.12. Навіщо взимку в радіатори автомобілів заливають рідину, яка має нижчу температуру замерзання, ніж вода?

6.13. Яку кількість теплоти потрібно передати шматку льоду масою 5 кг із температурою 0 °С, щоб він повністю розплавився?

6.14. Яка кількість теплоти виділиться в результаті кристалізації 6 кг міді? Мідь взято за температури кристалізації.

2-й рівень складності

Приклад розв’язування задачі

Задача. Яка кількість теплоти потрібна, щоб 2 кг льоду з температурою -20 °С перетворити на воду з температурою 40 °С?

6.15. Чому мідні проводи легше спаяти, ніж з’єднати за допомогою зварювання?

6.16. Чи міг в історії людства залізний вік передувати бронзовому?

6.17. Як змінився б перебіг процесів, які ми спостерігаємо навесні, якби питома теплота плавлення льоду була такою, як у свинцю (тобто зменшилася б у 13 разів)?

6.18. Олово в сталевій посудині нагрівають у печі від кімнатної температури до 300 °С, а потім дають металу остигнути до початкової температури. Побудуйте приблизний графік залежності температури олова від часу.

6.19. На скільки градусів можна було б нагріти 1 кг води за рахунок енергії, яка потрібна, щоб розплавити 1 кг льоду за температури 0°С?

6.20. Яка кількість теплоти необхідна для плавлення 0,5 т залізного металобрухту, якщо температура в цеху, де він лежить, дорівнює 35 °С?

6.21.1 Яка кількість теплоти необхідна для плавлення 5 кг алюмінію, що має температуру 60 °С?

6.22. Яку кількість теплоти потрібно витратити, щоб розплавити 500 г свинцю, який має температуру 27 °С?

6.23. Яку масу міді, що має температуру 87 °С, можна розплавити, передавши їй кількість теплоти 610 кДж?

6.24. З розплавленого срібла, яке має температуру кристалізації, відливають виделку. Яка кількість теплоти виділиться під час кристалізації та остигання виделки до 62 °С? Маса виделки дорівнює 70 г.

6.25. Ювелір випустив із печі у форму 25 г золота за температури кристалізації. Яка кількість теплоти виділиться під час кристалізації та остигання золотої відливки до 65 °С?

6.26. Яку кількість теплоти потрібно витратити, щоб із 4 кг снігу з температурою -10 °С отримати 4 кг окропу?

6.27.Яку кількість теплоти потрібно витратити, щоб перетворити лід масою 5 кг з температурою -20 °С у воду з температурою 40 °С?

6.28. Полярники одержують необхідну їм воду, розтоплюючи лід. Яка кількість теплоти потрібна, щоб отримати 40 л води з температурою 50 °С, якщо температура навколишнього середовища становить -30 °С?

6.29. З печі у форму було налито 600 г розплавленого олова за температури 432 °С. Олово охолоджується й кристалізується, потім брусок, що утворився, остигає до 32 °С. Яка кількість теплоти виділяється при цьому? Уважайте, що питома теплоємність розплавленого олова дорівнює 250 Дж/(кг ∙ °С).

6.30. У сталевому тиглі масою 500 г майстер розплавив 200 г олова. Яку кількість теплоти було на це витрачено, якщо початкова температура олова становила 32 °С?

6.31. Металеву деталь поміщають у плавильну піч. На рисунку наведено графік залежності температури металу від отриманої кількості теплоти. У якому стані (твердому чи рідкому) питома теплоємність металу більша? у скільки разів? Поясніть свою відповідь.

6.32. Металеві бруски 1 і 2 однакової маси по черзі поміщають у плавильну піч. На рисунку наведено графіки залежності температури брусків від отриманої кількості теплоти. У якого металу питома теплота плавлення більша? у скільки разів? Поясніть свою відповідь.

6.33. На рисунку наведено схематичний графік зміни з часом температури t сталевої посудини зі свинцем. Посудина стоїть на газовому пальнику. Які процеси відповідають різним ділянкам графіка? Чому ділянка GH більш полога, ніж ділянка АВ? Які температури плавлення та кристалізації свинцю?

6.34. На рисунку зображено залежність температури t від часу для двох зразків, яким щосекунди передають однакову кількість теплоти. Який із цих зразків є кристалічним тілом, а який — аморфним? Чим різняться процеси перетворення цих тіл у рідину?

3-й рівень складності

6.35. Як утворюються бурульки? За яких погодних умов? Чому бурульки найчастіше утворюються ближче до весни?

6.36. Вода, що замерзає, рве труби водогону або міцну по судину, виконуючи при цьому роботу. За рахунок якої енергії виконується ця робота?

6.37. Досвідчені садівники в разі весняних нічних заморозків під час цвітіння плодових дерев увечері рясно поливають гілки з квітами водою. Чому це значно зменшує ризик втрати майбутнього врожаю?

6.38. Поверхня космічного апарата, що повертається на Землю, може нагрітися до декількох тисяч градусів унаслідок тертя об повітря, якщо не вжити спеціальних заходів. Один із таких заходів — це покривання поверхні матеріалами, які мають невелику температуру плавлення, але високу питому теплоту плавлення. Поясніть принцип такого захисту.

6.39. Деякі фірми випускають каструлі з незвичайним дном. Якщо поставити на плиту таку порожню каструлю, то вона досить швидко нагрівається до температури близько 98 °С, а потім довго поглинає тепло без підвищення температури. Коли температура знов починає зростати, каструлю потрібно зняти з плити й покласти в неї овочі. Ще довгий час температура в каструлі буде 98 °С, і овочі готуватимуться за такої температури без води. Що може міститися всередині порожнистого дна каструлі?

6.40. Свинцевий і олов’яний бруски однакової маси, що мають температуру 0°С, потрібно розплавити. Для плавлення якого з них знадобиться більша кількість теплоти? у скільки разів більша?

6.41. Сталевий і алюмінієвий циліндри однакових розмірів дістали з посудини з льодом і водою. Для плавлення якого з циліндрів потрібна більша кількість теплоти? у скільки разів більша?

6.42. З розплавленого свинцю відлили пластинку розміром 10x20x50 см. Яку кількість теплоти віддав навколишньому середовищу свинець, якщо його початкова температура була 700 К, а кінцева становить 27 °С? Питома теплоємність розплавленого свинцю дорівнює 170 Дж/(кг ∙ °С).

6.43. У калориметр, який містить воду за температури 40 °С, поклали шматок льоду масою 400 г за температури 0°С. Визначте початкову масу води в калориметрі, якщо весь лід розтанув і в калориметрі встановилася температура 0°С.

6.44. У каструлю з окропом масою 1 кг кидають шматочки льоду за температури 0°С. Лід якої маси потрібно вкинути в каструлю, щоб температура води стала 40 °С? Теплоємність каструлі дорівнює 1000 Дж/°С.

6.45. Яку максимальну кількість льоду за температури 0°С можна кинути в 4 кг води за температури 40 °С, щоб увесь лід розтанув?

6.46. До мокрого снігу масою 500 г, який міститься в калориметрі, долили 500 г окропу. Після встановлення теплової рівноваги температура в калориметрі дорівнює 30 °С. Скільки води було в снігу?

6.47. Залізний брусок за температури 500 °С кинули в замет снігу за температури 0°С. Остигаючи, брусок розтопив 2 кг снігу. Визначте масу бруска.

6.48. Калориметр містить воду масою 1,2 кг за температури 20 °С. У воду поміщають лід масою 1 кг. Якою була початкова температура льоду, якщо його кінцева маса становить 0,84 кг?

6.49. З якої висоти має падати свинцева дробинка, щоб, ударившись об землю, вона розплавилася? Температуру на початку падіння вважайте рівною 27 °С. Унаслідок теплообміну 50% внутрішньої енергії, що виділяється, передається навколишньому середовищу.

6.50. З якою швидкістю має летіти мідна кулька, щоб, ударившись об мішок з піском, вона розплавилася? Температура кульки перед ударом дорівнює 87 °С. Унаслідок теплообміну 50% внутрішньої енергії, що виділяється, передається навколишньому середовищу.

Задачі для допитливих

6.51. Нагріту сталеву кульку ставлять на лід, що має температуру 0°С. Кулька занурюється в лід наполовину. До якої температури була нагріта кулька?

6.52. У воду масою 0,8 кг із температурою 30 °С поклали лід, температура якого становить 0°С. Яка температура встановиться в посудині, якщо маса льоду дорівнює: а) 80 г; б) 0,4 кг?

6.53. У воду з температурою 30 °С поклали лід масою 300 г за температури -20 °С. Яка температура встановиться в посудині, якщо маса води дорівнює: а) 0,6 кг; б) 1,5 кг; в) 3 кг?

6.54. Калориметр містить воду масою 400 г за температури 0°С. У воду кладуть шматок льоду масою 200 г, температура якого дорівнює -20 °С. Яка температура встановиться в калориметрі?

6.55. У переохолоджену до -8 °С воду кидають маленький кристалик льоду. У воді починається швидкий процес кристалізації льоду на первинному кристалику. Яка частина води перетвориться в лід?

ТЕСТ ДЛЯ САМОПЕРЕВІРКИ

1. Під час замерзання води:

А збільшується середня швидкість теплового руху її молекул

Б виникає кристалічна решітка

В зменшується середня швидкість теплового руху її молекул

Г руйнується кристалічна решітка

2. Посудину для плавлення золота можна виготовити:

А зі свинцю або сталі

Б з алюмінію або вольфраму

В із заліза або срібла

Г зі сталі або вольфраму

3. Морозного зимового дня хлопчик заповнив банку снігом і переніс цю банку в теплу кімнату. На рисунку наведено графік залежності температури t вмісту банки від часу . Моменту часу, коли розтанула приблизно половина снігу, відповідає:

А точка А В точка В

Б точка Б Г точка Г

4. Щоб розплавити 4 кг свинцю, узятого за температури плавлення, необхідна кількість теплоти:

А 25 кДж В 100 кДж

Б 6,25 кДж Г 0,16 кДж

5. Під час кристалізації рідкого свинцю виділилася кількість теплоти Q1, а під час охолодження отриманого кристалічного свинцю до температури 227 °С — кількість теплоти Q2. Відношення дорівнює:

А 0,18 В 0,56

Б 1,8 Г 5,6

6. Щоб перетворити на воду 2 кг снігу, що має температуру -30 °С, потрібна кількість теплоти щонайменше:

А 126 кДж В 330 кДж

Б 660 кДж Г 786 кДж





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити