Номер 3, страница 5 - гдз по физике 8 класс самостоятельные работы Генденштейн, Орлов

Самостоятельная работа 1. Тепловые явления. Вариант 1 - номер 3, страница 5.

Условие.

3. На рисунке показаны графики зависимости температуры $\text{t}$ трех разных жидкостей одинаковой массы (воды, спирта и эфира) от количества полученной теплоты $\text{Q}$. Установите соответствие между жидкостью и номером графика.

А. 1 — вода.

Б. 2 — эфир.

В. 3 — спирт.

Г. 2 — спирт.

Решение.

Решение

Количество теплоты $\text{Q}$, необходимое для нагревания тела массой $\text{m}$ на температуру $\Delta t$, определяется по формуле: $Q = c \cdot m \cdot \Delta t$, где $\text{c}$ — удельная теплоёмкость вещества. Из условия задачи известно, что массы всех трёх жидкостей одинаковы ($m = \text{const}$).

На графике показана зависимость температуры $\text{t}$ от количества полученной теплоты $\text{Q}$. Поскольку графики начинаются из одной точки (начала координат), ось ординат можно рассматривать как изменение температуры $\Delta t$. Выразим $\Delta t$ из формулы: $\Delta t = \frac{Q}{c \cdot m}$.

Эту зависимость можно представить в виде $\Delta t = k \cdot Q$, где $k = \frac{1}{c \cdot m}$ — тангенс угла наклона графика к оси $\text{Q}$. Поскольку масса $\text{m}$ одинакова для всех жидкостей, угловой коэффициент $\text{k}$ обратно пропорционален удельной теплоёмкости $\text{c}$: $k \sim \frac{1}{c}$. Это означает, что чем больше удельная теплоёмкость вещества, тем меньше угол наклона его графика.

Удельные теплоёмкости данных жидкостей равны: $c_{воды} \approx 4200 \, \frac{Дж}{кг \cdot °C}$, $c_{спирта} \approx 2400 \, \frac{Дж}{кг \cdot °C}$, $c_{эфира} \approx 2350 \, \frac{Дж}{кг \cdot °C}$.

Расположим вещества в порядке возрастания удельной теплоёмкости: эфир, спирт, вода. Следовательно, углы наклона их графиков будут располагаться в обратном порядке (в порядке убывания). График 1 имеет наибольший наклон, он соответствует веществу с наименьшей теплоёмкостью — эфиру. График 3 имеет наименьший наклон, он соответствует веществу с наибольшей теплоёмкостью — воде. График 2 имеет средний наклон и соответствует спирту.

Таким образом, установлено соответствие: 1 — эфир, 2 — спирт, 3 — вода. Из предложенных вариантов верным является Г, утверждающий, что график 2 соответствует спирту.

Ответ: Г.