Номер 2, страница 18 - гдз по химии 7 класс рабочая тетрадь Габриелян

Задание 3. Глава I. Химия в центре естествознания - номер 2, страница 18.

Условие.

2. Изобразите график зависимости продолжительности горения свечи от объёма банки (воздуха). Определите по нему время, через которое погаснет свеча, накрытая банкой объёмом 10 л.

Решение.

Решение 2.

Дано:

Объем банки, для которого требуется определить время горения: $V_2 = 10$ л.

Перевод в СИ:

Объем банки: $V_2 = 10 \text{ л} = 10 \cdot 10^{-3} \text{ м}^3 = 0.01 \text{ м}^3$.

Найти:

Время, через которое погаснет свеча: $t_2$.

Решение:

Горение свечи является химическим процессом (окислением), для которого необходим кислород. В замкнутом объеме банки количество кислорода ограничено объемом воздуха внутри банки. Чем больше объем банки, тем больше в ней воздуха, а следовательно, и кислорода. Это означает, что время горения свечи прямо пропорционально объему банки.

Зависимость времени горения $t$ от объема банки $V$ описывается прямой пропорциональностью: $t = k \cdot V$, где $k$ – коэффициент пропорциональности, который зависит от размера свечи, ее состава и эффективности горения.

Поскольку точные экспериментальные данные (например, время горения для определенного объема) не приведены, для построения графика и определения времени горения необходимо сделать разумное допущение о скорости горения свечи. В типичных демонстрационных экспериментах небольшая свеча в банке объемом 1 литр горит примерно 30 секунд.

Исходя из этого допущения, мы можем определить коэффициент пропорциональности $k$:

$k = \frac{t_1}{V_1}$

Примем $V_1 = 1 \text{ л}$ и $t_1 = 30 \text{ с}$.

$k = \frac{30 \text{ с}}{1 \text{ л}} = 30 \text{ с/л}$

Теперь мы можем использовать этот коэффициент для построения графика и определения времени горения для объема 10 л.

Изобразите график зависимости продолжительности горения свечи от объёма банки (воздуха).

Для построения графика на предоставленной сетке (предполагаем, что сетка имеет размер 10х10 клеток) выберем следующие масштабы:

• По горизонтальной оси (ось X), которая будет представлять объем $V$ (л), пусть одна клетка соответствует $1 \text{ л}$. Таким образом, горизонтальная ось будет охватывать объемы от $0$ до $10 \text{ л}$.
• По вертикальной оси (ось Y), которая будет представлять время горения $t$ (с), пусть одна клетка соответствует $30 \text{ с}$. Таким образом, вертикальная ось будет охватывать время от $0$ до $300 \text{ с}$ ($10 \text{ клеток} \cdot 30 \text{ с/клетка} = 300 \text{ с}$).

График будет представлять собой прямую линию, проходящую через начало координат $(0 \text{ л}, 0 \text{ с})$ (свеча не будет гореть, если нет воздуха). Используя наш коэффициент пропорциональности, эта линия также пройдет через точку, соответствующую нашему допущению $(1 \text{ л}, 30 \text{ с})$. Другие точки на графике будут:

• $(2 \text{ л}, 60 \text{ с})$
• $(3 \text{ л}, 90 \text{ с})$
• ...
• $(10 \text{ л}, 300 \text{ с})$

График будет выглядеть как восходящая прямая линия, начинающаяся в нижнем левом углу сетки и заканчивающаяся в ее правом верхнем углу (если масштабы выбраны именно так).

Ответ:

График зависимости продолжительности горения свечи от объема банки представляет собой прямую пропорциональную зависимость. На оси X (горизонтальная) откладывается объем $V$ в литрах (1 клетка = 1 л), на оси Y (вертикальная) - время горения $t$ в секундах (1 клетка = 30 с). График является прямой линией, начинающейся в точке $(0 \text{ л}, 0 \text{ с})$ и проходящей через точки $(1 \text{ л}, 30 \text{ с})$, $(5 \text{ л}, 150 \text{ с})$, и $(10 \text{ л}, 300 \text{ с})$.

Определите по нему время, через которое погаснет свеча, накрытая банкой объёмом 10 л.

Используя определенный нами коэффициент пропорциональности $k = 30 \text{ с/л}$, вычислим время горения свечи для объема $V_2 = 10 \text{ л}$:

$t_2 = k \cdot V_2$

$t_2 = 30 \frac{\text{с}}{\text{л}} \cdot 10 \text{ л}$

$t_2 = 300 \text{ с}$

Для определения этого значения по построенному графику необходимо найти на горизонтальной оси (объем) значение $10 \text{ л}$, провести вертикальную линию вверх до пересечения с построенным графиком, а затем от точки пересечения провести горизонтальную линию влево до пересечения с вертикальной осью (время). Точка пересечения на вертикальной оси покажет время горения, которое в нашем случае составит $300 \text{ с}$.

Ответ:

Время, через которое погаснет свеча, накрытая банкой объёмом 10 л, составит $300 \text{ с}$ (или $5$ минут).