Фізика 8 клас збірник задач - Леонід Кирик - 2016

ТЕПЛОВІ ЯВИЩА

2. Внутрішня енергія

Тепло й холод — це дві руки природи,

якими вона робить майже все.

Ф. Бекон

Приклад розв’язування задачі

Тепле повітря піднімається вгору. Чому ж тоді цілий рік на висоті 4 км лежить сніг, а на висоті 10 км тримається температура близько -50 °С?! Отже, піднімаючись, повітря охолоджується? Чому?

Розв’язання. Тиск повітря зменшується з висотою. Тому, піднімаючись, повітря розширюється. А розширюючись, воно виконує роботу, витрачаючи на це частину своєї внутрішньої енергії. Це і є головною причиною охолодження повітря.

Усна розминка

2.1. Наведіть приклади теплових явищ.

2.2. Наведіть приклади збільшення і зменшення внутрішньої енергії тіла внаслідок теплообміну.

2.3. Наведіть приклади зміни внутрішньої енергії тіла внаслідок виконання над ним роботи.

2.4. В одну склянку налито холодну воду, в іншу — стільки ж гарячої води. Чи однаковою є внутрішня енергія води в цих склянках?

2.5. Вода й водяна пара, маючи однакову температуру, наприклад 100 °С, відрізняються розташуванням молекул. Чи однаковою є внутрішня енергія пари й води?

2.6. Чи змінилася внутрішня енергія чашки, коли її переставили зі стола на полицю серванта?

2.7. У який спосіб змінюється внутрішня енергія деталі в таких випадках:

а) деталь обробляють на токарному верстаті;

б) деталь нагрівають у печі перед гартуванням;

в) в деталі свердлять отвори;

г) деталь швидко охолоджують у воді?

2.8. За якими ознаками можна дізнатись, що внутрішня енергія тіла змінилася?

Перший рівень

2.9. Молоток нагрівається, коли ним забивають цвяхи, і під дією сонячних променів. Назвіть способи зміни внутрішньої енергії молотка в обох випадках.

2.10. Посудина містить однакові маси води й льоду за температури 0 °С. Чи має лід внутрішню енергію? Чи однаковою є внутрішня енергія води й льоду?

2.11. Як змінюватиметься внутрішня енергія повітря у балоні в разі його відкачування?

2.12. Як зміниться внутрішня енергія повітря в камері футбольного м’яча, якщо її стиснути? Температуру повітря вважайте сталою.

2.13. Яке перетворення енергії спричиняє нагрівання морської води після шторму?

2.14. Чи можна запалити сірник, не виконуючи над ним механічної роботи?

2.15. На що витрачається кінетична енергія автомобіля підчас його різкого гальмування?

2.16. Чому під час тривалої їзди покришки коліс автомобіля дуже нагріваються?

Другий рівень

2.17. Якщо закорковану пробірку з водою нагрівати в полум’ї газового пальника, то через деякий час корок «вистрілить». Поясніть зміни внутрішньої енергії води, які відбуваються при цьому.

2.18. Шматок свинцю можна нагріти. різними способами: ударивши по ньому кілька разів молотком; помістивши в полум’я пальника; згинаючи й розгинаючи кілька разів; помістивши в гарячу воду. Чи можна стверджувати, що в усіх випадках шматок свинцю отримував деяку кількість теплоти; що в усіх випадках його внутрішня енергія змінилася?

2.19. Коли цвях забивають, його голівка нагрівається слабо, але достатньо декількох ударів по головці вже забитого цвяха, щоб сильно розігріти її. Поясніть цей ефект.

2.20. Як перетворюється енергія в досліді, зображеному на рисунку?

2.21. Що є причиною сильного нагрівання і згоряння штучних супутників Землі під час входження їх у нижні щільні шари атмосфери?

2.22. У товстостінну скляну посудину, закриту корком, за допомогою велосипедної помпи накачують повітря (див. рис. а). Через якийсь час корок із шумом вилітає з посудини (див. рис. б). Чому в посудині з’являється туман на той момент, коли вилітає корок? Як і внаслідок чого змінюється внутрішня енергія повітря?

2.23. Чому після сильного шторму вода в морі стає теплішою?

2.24. Якщо вдарити молотком по великому шматку сталі, то молоток відскочить, а якщо тим самим молотком ударити по шматку свинцю, молоток уже не відскочить. Якому металу в разі однократного удару передано більше енергії? Кінетичну енергію молотка в момент удару вважайте в обох випадках однаковою.

Третій рівень

2.25. Чи може тіло мати внутрішню енергію, але не мати при цьому механічної енергії?

2.26. Чи може тіло мати механічну енергію, але не мати при цьому внутрішньої енергії?

2.27. Чи можлива відсутність внутрішньої енергії в якого-небудь тіла? У якому випадку таке може бути?

2.28. Чому в газах внутрішня енергія переважно зумовлена тепловим рухом молекул, а у твердих тілах — їхньою взаємодією?

2.29. Чи можна стверджувати, що внутрішню енергію твердих тіл визначає тільки потенціальна енергія взаємодії, а кінетична енергія теплового руху атомів і молекул практично відсутня?

2.30. Уважно розгляньте Малюнок. Як у процесі танення снігу змінювалася його внутрішня енергія? За якими ознаками можна довести, що внутрішня енергія снігу змінилася?

2.31. Як перетворюється енергія під час пострілу із гвинтівки?

2.32. Дорогою рухаються два автомобілі. В одного з них шини слабко накачані, а в іншого — сильно. У якого з цих автомобілів шини дужче нагріються?

2.33. Сформулюйте загальний висновок щодо зміни внутрішньої енергії тіла під час теплових процесів. Чому дорівнює ця зміна, якщо: а) відсутній теплообмін; б) відбувається тільки передача теплоти?





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