Номер 3, страница 232 - гдз по физике 10 класс учебник Кабардин, Орлов

3. Теплопередача всегда происходит от тела с большей

1) массой к телу с меньшей массой

2) теплоёмкостью к телу с меньшей теплоёмкостью

3) температурой к телу с меньшей температурой

4) теплопроводностью к телу с меньшей теплопроводностью

3. Теплопередача — это процесс переноса внутренней энергии от более нагретого тела к менее нагретому, который происходит самопроизвольно. Направление этого процесса определяется исключительно разностью температур, а не другими физическими свойствами тел, такими как масса, теплоёмкость или теплопроводность. Этот принцип является следствием второго начала термодинамики.

Проанализируем предложенные варианты ответа:

1) от тела с большей массой к телу с меньшей массой — это утверждение неверно. Направление теплопередачи не зависит от массы. Например, маленькая, но очень горячая металлическая стружка, упав на большой кусок холодного льда, будет отдавать ему тепло, а не наоборот.

2) от тела с большей теплоёмкостью к телу с меньшей теплоёмкостью — это утверждение неверно. Теплоёмкость характеризует количество теплоты, необходимое для изменения температуры тела, но не определяет направление теплообмена. Например, горячий стальной шарик (с относительно низкой теплоёмкостью) при опускании в холодную воду (с высокой теплоёмкостью) будет отдавать тепло воде.

3) от тела с большей температурой к телу с меньшей температурой — это утверждение верно. Температура является мерой средней кинетической энергии хаотического движения частиц вещества. При контакте тела с высокой температурой передают часть своей энергии телам с низкой температурой до тех пор, пока их температуры не выровняются и не наступит состояние теплового равновесия.

4) от тела с большей теплопроводностью к телу с меньшей теплопроводностью — это утверждение неверно. Теплопроводность характеризует скорость, с которой тепло распространяется в материале, но не направление самого процесса теплопередачи. Тепло всегда будет идти от горячего к холодному, независимо от значений их теплопроводности.

Ответ: 3

На изображении также представлен график зависимости температуры вещества от времени при его непрерывном нагревании. Проанализируем этот процесс, разбив его на участки. На оси ординат отложена температура $\text{T}$ (в $^{\circ}\text{C}$), а на оси абсцисс — время $\tau$ (в мин).

Первый участок (от 0 до 1 мин): Происходит нагревание вещества в твердом состоянии. Его температура линейно возрастает с начального значения $T_{нач} = -20 \,^{\circ}\text{C}$ до $T_{пл} = 0 \,^{\circ}\text{C}$.

Второй участок (от 1 до 3 мин): Температура вещества остается постоянной и равной $T_{пл} = 0 \,^{\circ}\text{C}$. Этот горизонтальный участок на графике соответствует фазовому переходу — плавлению. Все подводимое тепло расходуется на разрушение кристаллической решетки вещества, а не на увеличение его температуры. Процесс плавления длится $\Delta \tau = 3 - 1 = 2$ мин.

Третий участок (от 3 до 4 мин): После того как все вещество расплавилось, происходит нагревание образовавшейся жидкости. Ее температура линейно возрастает от $T_{пл} = 0 \,^{\circ}\text{C}$ до конечной температуры $T_{кон} = 40 \,^{\circ}\text{C}$ за 1 минуту.

Так как температура плавления вещества равна $0 \,^{\circ}\text{C}$, можно с большой долей уверенности предположить, что на графике показан процесс нагревания льда, его таяния и последующего нагревания образовавшейся воды.

Ответ: График демонстрирует три последовательных тепловых процесса: 1) нагревание твердого тела от $-20 \,^{\circ}\text{C}$ до $0 \,^{\circ}\text{C}$ в течение 1 минуты; 2) плавление вещества при постоянной температуре $0 \,^{\circ}\text{C}$ в течение 2 минут; 3) нагревание получившейся жидкости от $0 \,^{\circ}\text{C}$ до $40 \,^{\circ}\text{C}$ в течение 1 минуты.