Номер 3, страница 29, часть 1 - гдз по физике 8 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 1. Глава 2. Основы термодинамики. Параграф 12. Температура и тепловое равновесие - номер 3, страница 29.

Условие.

3. Зачеркните неправильные утверждения.

а) Расположенный в комнате стол находится в состоянии термодинамического равновесия с давно лежащей на нём книгой.

б) Только что налитый в стакан горячий чай находится в состоянии термодинамического равновесия с самим стаканом.

в) Купающийся в горной речке человек находится в состоянии термодинамического равновесия с речной водой.

г) Парящийся в сауне человек находится в состоянии термодинамического равновесия с воздухом сауны.

д) Плавающие в водоёме водоросли находятся в состоянии термодинамического равновесия с водой водоёма.

е) Бельё находится в состоянии термодинамического равновесия с гладящей его подошвой утюга.

Решение.

Для решения задачи необходимо определить, в каких из представленных систем отсутствует термодинамическое равновесие. Термодинамическое равновесие — это состояние, в котором все макроскопические параметры системы (температура, давление, объём) остаются неизменными во времени. Ключевым условием для равновесия между двумя контактирующими телами является равенство их температур, что приводит к отсутствию чистого теплообмена между ними.

а) Расположенный в комнате стол находится в состоянии термодинамического равновесия с давно лежащей на нём книгой.

Если книга долгое время лежит на столе в комнате с постоянной температурой, то и стол, и книга принимают температуру окружающей среды. Их температуры выравниваются, и теплообмен между ними прекращается. Следовательно, они находятся в состоянии термодинамического равновесия.

Ответ: Утверждение верное.

б) Только что налитый в стакан горячий чай находится в состоянии термодинамического равновесия с самим стаканом.

Горячий чай имеет температуру, значительно превышающую температуру стакана (которая, как правило, комнатная). Из-за этой разницы температур происходит процесс теплопередачи от чая к стакану до тех пор, пока их температуры не выровняются. В начальный момент равновесие отсутствует.

Ответ: Утверждение неправильное.

в) Купающийся в горной речке человек находится в состоянии термодинамического равновесия с речной водой.

Человек — теплокровное существо, поддерживающее постоянную температуру тела около $36,6 \text{ °C}$. Вода в горной реке намного холоднее. Происходит постоянный отток тепла от тела человека к воде. Равенства температур нет, следовательно, нет и равновесия.

Ответ: Утверждение неправильное.

г) Парящийся в сауне человек находится в состоянии термодинамического равновесия с воздухом сауны.

Температура воздуха в сауне значительно выше температуры человеческого тела. Происходит интенсивная передача тепла от воздуха к человеку. Организм человека активно противодействует перегреву через потоотделение. Равновесие отсутствует.

Ответ: Утверждение неправильное.

д) Плавающие в водоёме водоросли находятся в состоянии термодинамического равновесия с водой водоёма.

Живые организмы, включая водоросли, являются открытыми системами. Они постоянно обмениваются веществом и энергией с окружающей средой для поддержания своей жизнедеятельности (дыхание, фотосинтез). Состояние термодинамического равновесия для живого организма эквивалентно смерти. Поэтому, строго говоря, равновесие отсутствует.

Ответ: Утверждение неправильное.

е) Бельё находится в состоянии термодинамического равновесия с гладящей его подошвой утюга.

Процесс глажки основан на теплопередаче. Горячая подошва утюга имеет высокую температуру, а бельё — значительно более низкую. Между ними существует большой градиент температур и интенсивный поток тепла. Равновесие отсутствует.

Ответ: Утверждение неправильное.

Таким образом, неправильными, которые следует зачеркнуть, являются утверждения: б), в), г), д), е).