Номер 42.17, страница 160 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 42. Испарение и конденсация. Кипение. Глава 6. Тепловые явления - номер 42.17, страница 160.

42.17 [1108] На рисунке VI-21 изображён график охлаждения воды после кипения. Ответьте на вопросы:

1) Какую температуру имела вода через 25 мин после начала наблюдения?

2) Через сколько минут после начала опыта вода остыла до температуры 50 $^\circ C$?

3) На сколько градусов остыла вода за первые 10 мин?

4) Когда вода остывала быстрее: в начале или в конце опыта?

$t, ^\circ C$

$t$, мин

Рис. VI-21

1)

Решение:

Для ответа на этот вопрос необходимо найти на графике точку, соответствующую моменту времени 25 минут, и определить, какая температура ей соответствует.

1. Найдём на горизонтальной оси времени (ось t, мин) отметку 25 мин. Она находится ровно посередине между значениями 20 и 30.

2. Восстановим перпендикуляр от этой точки вверх до пересечения с кривой графика.

3. От точки пересечения с графиком проведём горизонтальную линию влево до пересечения с вертикальной осью температуры (ось t, °C).

4. Эта линия указывает на значение температуры, равное 50 °C.

Ответ: Через 25 мин после начала наблюдения вода имела температуру 50 °C.

2)

Решение:

Для ответа на этот вопрос необходимо найти на графике точку, соответствующую температуре 50 °C, и определить, какому моменту времени она соответствует.

1. Найдём на вертикальной оси температуры (ось t, °C) отметку 50 °C. Она находится ровно посередине между значениями 40 и 60.

2. Проведём от этой точки горизонтальную линию вправо до пересечения с кривой графика.

3. От точки пересечения опустим перпендикуляр вниз до пересечения с горизонтальной осью времени (ось t, мин).

4. Перпендикуляр указывает на значение времени, равное 25 мин.

Ответ: Вода остыла до температуры 50 °C через 25 минут после начала опыта.

3)

Дано:

График зависимости температуры воды от времени охлаждения. Перевод в систему СИ не требуется.

Найти:

Изменение температуры $\Delta t$ за первые 10 мин.

Решение:

Чтобы найти, на сколько градусов остыла вода, нужно найти разность температур в начальный момент времени и через 10 минут.

1. Определим по графику начальную температуру воды в момент времени $t_{время} = 0$ мин. В этой точке график начинается со значения $t_{темп_0} = 100 \text{ °C}$.

2. Определим по графику температуру воды через 10 минут. В момент времени $t_{время} = 10$ мин температура, согласно графику, составляет $t_{темп_{10}} = 68 \text{ °C}$. Цена малого деления на оси температур составляет $20 \text{ °C} / 10 = 2 \text{ °C}$. Точка на графике при 10 мин находится на одно деление ниже 70 °C, то есть $70 - 2 = 68 \text{ °C}$.

3. Вычислим изменение температуры:

$\Delta t = t_{темп_0} - t_{темп_{10}} = 100 \text{ °C} - 68 \text{ °C} = 32 \text{ °C}$.

Ответ: За первые 10 мин вода остыла на 32 °C.

4)

Решение:

Скорость охлаждения определяется тем, насколько быстро изменяется температура за определённый промежуток времени. На графике это соответствует крутизне наклона кривой. Чем круче наклон, тем выше скорость охлаждения.

1. Визуально проанализируем график. В начале опыта (ближе к $t = 0$ мин) кривая имеет большой наклон, она очень крутая. В конце опыта (ближе к $t = 60$ мин) кривая становится более пологой, её наклон уменьшается.

2. Подтвердим это расчётом. Сравним изменение температуры за два одинаковых промежутка времени по 10 минут — в начале и в конце опыта.

- За первые 10 минут (с 0 до 10 мин) температура упала на $\Delta t_1 = 100 \text{ °C} - 68 \text{ °C} = 32 \text{ °C}$.

- За 10 минут в конце наблюдаемого периода (с 50 до 60 мин) температура упала с $t_{50} = 36 \text{ °C}$ до $t_{60} = 34 \text{ °C}$. Изменение температуры составило $\Delta t_2 = 36 \text{ °C} - 34 \text{ °C} = 2 \text{ °C}$.

3. Поскольку изменение температуры за первые 10 минут ($32 \text{ °C}$) значительно больше, чем за последние 10 минут ($2 \text{ °C}$), можно сделать вывод, что вода остывала быстрее в начале опыта.

Ответ: Вода остывала быстрее в начале опыта.