Номер 14.4, страница 33 - гдз по физике 8 класс рабочая тетрадь Ханнанова

Тепловые явления - номер 14.4, страница 33.

Условие.

Задание 14.4. Металлические бруски положили вплотную друг к другу, как показано на рисунках. Стрелки указывают направление теплопередачи от бруска к бруску. Укажите температуру каждого бруска (все возможные варианты).

1) Известно, что начальная температура брусков 20 °C, 50 °C, 80 °C.

2) Известно, что начальная температура брусков 20 °C, 50 °C, 70 °C, 90 °C.

а) _______

б) _______

Решение.

1) В основе решения лежит фундаментальный принцип термодинамики: тепловая энергия самопроизвольно передается только от тела с более высокой температурой к телу с более низкой температурой. Направления стрелок на рисунках показывают направление потока тепла. Даны температуры 20 °C, 50 °C, 80 °C.

а) На рисунке показана последовательная передача тепла: от бруска A к B и от B к C. Это означает, что температура убывает в ряду A, B, C: $T_A > T_B > T_C$. Сопоставляя это с набором заданных температур, получаем единственно возможный вариант.
Ответ: A: 80 °C, B: 50 °C, C: 20 °C.

б) На рисунке тепло передается от брусков A и C к бруску B. Это означает, что брусок B является самым холодным, а A и C — горячее него: $T_A > T_B$ и $T_C > T_B$. Следовательно, бруску B соответствует самая низкая температура, $T_B = 20$ °C. Оставшиеся температуры, 50 °C и 80 °C, распределяются между A и C, что дает два возможных варианта.
Ответ: Вариант 1: A: 80 °C, B: 20 °C, C: 50 °C; Вариант 2: A: 50 °C, B: 20 °C, C: 80 °C.

в) На рисунке тепло передается от бруска B к брускам A и C. Это означает, что брусок B является самым горячим: $T_B > T_A$ и $T_B > T_C$. Следовательно, бруску B соответствует самая высокая температура, $T_B = 80$ °C. Оставшиеся температуры, 20 °C и 50 °C, распределяются между A и C, что дает два возможных варианта.
Ответ: Вариант 1: A: 50 °C, B: 80 °C, C: 20 °C; Вариант 2: A: 20 °C, B: 80 °C, C: 50 °C.

2) Используется тот же принцип теплопередачи. Даны температуры 20 °C, 50 °C, 70 °C, 90 °C.

а) На схеме тепло передается от брусков A, C и D к бруску B. Это означает, что B — самый холодный брусок. Ему соответствует самая низкая температура из набора, $T_B = 20$ °C. Остальные три бруска (A, C, D) горячее, и их температуры (50 °C, 70 °C, 90 °C) могут быть распределены между ними любым образом. Существует $3! = 6$ возможных комбинаций.
Ответ: $T_B = 20$ °C. Для брусков A, C, D возможны 6 комбинаций температур 50 °C, 70 °C, 90 °C: (A: 50, C: 70, D: 90); (A: 50, C: 90, D: 70); (A: 70, C: 50, D: 90); (A: 70, C: 90, D: 50); (A: 90, C: 50, D: 70); (A: 90, C: 70, D: 50). (Все температуры в °C).

б) На схеме тепло передается от бруска B к брускам A, C и D. Это означает, что B — самый горячий брусок. Ему соответствует самая высокая температура из набора, $T_B = 90$ °C. Остальные три бруска (A, C, D) холоднее, и их температуры (20 °C, 50 °C, 70 °C) могут быть распределены между ними любым образом. Существует $3! = 6$ возможных комбинаций.
Ответ: $T_B = 90$ °C. Для брусков A, C, D возможны 6 комбинаций температур 20 °C, 50 °C, 70 °C: (A: 20, C: 50, D: 70); (A: 20, C: 70, D: 50); (A: 50, C: 20, D: 70); (A: 50, C: 70, D: 20); (A: 70, C: 20, D: 50); (A: 70, C: 50, D: 20). (Все температуры в °C).