Номер 693, страница 80 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

8 класс. Тепловые явления. 30. Способы изменения внутренней энергии тела. Теплопроводность. Конвекция. Излучение - номер 693, страница 80.

Решение.

Какая из палочек быстрее нагреется?

Скорость нагревания тела зависит от двух основных факторов: удельной теплоёмкости вещества и его теплопроводности. Количество теплоты $\text{Q}$, необходимое для нагревания тела массой $\text{m}$ на температуру $\Delta T$, определяется формулой $Q = c \cdot m \cdot \Delta T$.

По условию, массы палочек одинаковы ($m_{серебра} = m_{дерева}$), и для нагревания до одной и той же температуры им потребуется одинаковое изменение температуры $\Delta T$. Следовательно, количество теплоты, которое нужно передать каждой палочке, зависит от её удельной теплоёмкости $\text{c}$.

Удельная теплоёмкость серебра ($c_{серебра} \approx 235 \ \mathrm{Дж/(кг\cdot °C)}$) значительно меньше удельной теплоёмкости древесины ($c_{дерева} \approx 2400 \ \mathrm{Дж/(кг\cdot °C)}$). Это означает, что для нагревания серебряной палочки на ту же температуру требуется гораздо меньше энергии (теплоты), чем для деревянной.

Кроме того, серебро является металлом и обладает очень высокой теплопроводностью, в то время как дерево — диэлектрик с низкой теплопроводностью. Высокая теплопроводность серебра позволяет теплу быстро распространяться по всему объёму палочки. Из-за этих двух факторов (низкая удельная теплоёмкость и высокая теплопроводность) серебряная палочка нагреется значительно быстрее.

Ответ: Серебряная палочка нагреется быстрее.

Как при этом изменится внутренняя энергия воды? палочек?

В процессе теплообмена горячая вода будет отдавать тепло более холодным палочкам до тех пор, пока их температуры не выровняются. Тело, которое отдает энергию в виде теплоты, теряет часть своей внутренней энергии. Тело, которое получает энергию, увеличивает свою внутреннюю энергию. Таким образом, внутренняя энергия воды будет уменьшаться, а внутренняя энергия обеих палочек — увеличиваться.

Ответ: Внутренняя энергия воды уменьшится, а внутренняя энергия палочек увеличится.

Каким способом осуществляется теплообмен между водой и палочками?

Теплообмен между водой и палочками, погруженными в неё, происходит при их непосредственном контакте. Передача энергии от более нагретых частиц (молекул воды) к менее нагретым частицам (атомам и молекулам палочек) при их взаимодействии называется теплопроводностью.

Ответ: Теплообмен осуществляется способом теплопроводности.