Номер 13, страница 65, часть 1 - гдз по физике 8 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 1. Глава II. Тепловые явления. Параграф 7. Плавление и кристаллизация - номер 13, страница 65.

Условие.

13. Всегда ли верно утверждение: «Если передать телу некоторое количество теплоты, его температура обязательно повысится»? Обоснуйте свой ответ.

Решение.

Решение

Нет, данное утверждение не всегда является верным. Количество теплоты, переданное телу, не всегда приводит к повышению его температуры.

Основная причина заключается в том, что подводимая тепловая энергия может расходоваться не на увеличение средней кинетической энергии частиц вещества (которая определяет температуру), а на изменение его агрегатного состояния. Такие процессы называются фазовыми переходами.

Рассмотрим конкретные примеры:

1. Плавление. Если взять лед, имеющий температуру плавления (0°C при нормальном давлении), и начать сообщать ему тепло, он начнет таять. В течение всего процесса плавления температура смеси льда и воды будет оставаться постоянной (0°C) до тех пор, пока весь лед не превратится в воду. Вся подводимая энергия, определяемая формулой $Q = \lambda \cdot m$, где $\lambda$ – удельная теплота плавления, расходуется на разрушение кристаллической решетки твердого тела.

2. Кипение. Если нагревать воду до температуры кипения (100°C при нормальном давлении) и продолжать подводить к ней тепло, она начнет превращаться в пар. Температура воды и пара в процессе кипения будет оставаться постоянной (100°C), пока вся жидкость не испарится. В этом случае подводимая теплота, определяемая формулой $Q = L \cdot m$, где $\text{L}$ – удельная теплота парообразования, идет на преодоление сил межмолекулярного притяжения в жидкости и превращение ее в газ.

Еще один случай — это изотермическое расширение идеального газа. Согласно первому началу термодинамики, $Q = \Delta U + A$. При изотермическом процессе температура газа постоянна ($\Delta T = 0$), следовательно, изменение его внутренней энергии равно нулю ($\Delta U = 0$). Тогда вся подведенная к газу теплота $\text{Q}$ идет на совершение им работы $\text{A}$ по расширению, а температура не меняется.

Ответ: Нет, утверждение не всегда верно. Температура тела не повысится, если подводимое к нему количество теплоты расходуется на изменение агрегатного состояния (плавление, кипение) или на совершение работы газом при изотермическом процессе.