Номер 7.4, страница 13 - гдз по физике 7 класс рабочая тетрадь Ханнанова, Ханнанов

Строение вещества - номер 7.4, страница 13.

Условие.

Задание 7.4. В таблице приведены точные данные об изменении объёма $\text{V}$ воды с течением времени $\tau$ при нагревании.

$\tau$, $\text{мин}$	0	3	6	9	12	15	18	24	30
$\text{t}$, $^{\circ}\text{C}$	0	2	4	6	8	10	12	16	20
$\text{V}$, $\text{мл}$	1000,0	999,9	999,8	999,9	1000,0	1000,1	1000,3	1000,9	1001,6

Ответьте на вопросы.

а) Можно ли утверждать, что в течение всего времени наблюдения вода в колбе нагревалась равномерно? Ответ поясните.

б) Как изменялся объём воды при нагревании?

При температуре

от 0 до 4 $^{\circ}\text{C}$ объём воды __________;

от 4 до 20 $^{\circ}\text{C}$ объём воды _________.

Решение.

а) Можно ли утверждать, что в течение всего времени наблюдения вода в колбе нагревалась равномерно? Ответ поясните.

Для того чтобы определить, был ли нагрев равномерным, необходимо проверить, является ли скорость нагрева постоянной величиной. Скорость нагрева — это отношение изменения температуры $\Delta t$ ко времени, за которое это изменение произошло $\Delta \tau$. Рассчитаем её для разных временных интервалов по формуле $v = \frac{\Delta t}{\Delta \tau}$.

1. Интервал времени $\tau$ от 0 до 3 мин ($\Delta \tau = 3 \text{ мин}$): изменение температуры $\Delta t = 2 \text{ °C} - 0 \text{ °C} = 2 \text{ °C}$. Скорость нагрева $v_1 = \frac{2 \text{ °C}}{3 \text{ мин}} \approx 0,67 \text{ °C/мин}$.

2. Интервал времени $\tau$ от 3 до 6 мин ($\Delta \tau = 3 \text{ мин}$): изменение температуры $\Delta t = 4 \text{ °C} - 2 \text{ °C} = 2 \text{ °C}$. Скорость нагрева $v_2 = \frac{2 \text{ °C}}{3 \text{ мин}} \approx 0,67 \text{ °C/мин}$.

3. Интервал времени $\tau$ от 18 до 24 мин ($\Delta \tau = 6 \text{ мин}$): изменение температуры $\Delta t = 16 \text{ °C} - 12 \text{ °C} = 4 \text{ °C}$. Скорость нагрева $v_3 = \frac{4 \text{ °C}}{6 \text{ мин}} = \frac{2}{3} \text{ °C/мин} \approx 0,67 \text{ °C/мин}$.

Расчеты для всех остальных интервалов также дают постоянное значение скорости нагрева. Так как температура воды увеличивалась прямо пропорционально времени, можно сделать вывод, что нагрев был равномерным.

Ответ: Да, можно утверждать, что вода нагревалась равномерно, поскольку скорость нагрева была постоянной на протяжении всего времени наблюдения.

б) Как изменялся объём воды при нагревании?

При температуре от 0 до 4 °С объём воды

Из таблицы видно, что при нагревании от $t = 0 \text{ °C}$ до $t = 4 \text{ °C}$, объём воды изменяется с $V = 1000,0 \text{ мл}$ до $V = 999,8 \text{ мл}$. То есть, в этом температурном диапазоне объём воды уменьшается. Это связано с аномальным свойством воды, плотность которой максимальна при 4 °C.

Ответ: уменьшался.

от 4 до 20 °С объём воды

При дальнейшем нагревании от $t = 4 \text{ °C}$ ($V = 999,8 \text{ мл}$) до $t = 20 \text{ °C}$ ($V = 1001,6 \text{ мл}$), объём воды начинает увеличиваться. Это является нормальным тепловым расширением.

Ответ: увеличивался.