Номер 7, страница 21 - гдз по физике 8 класс учебник Изергин

Глава I. Тепловые явления. Параграф 3. Количество теплоты - номер 7, страница 21.

Условие.

7. На рисунке 16 представлены графики нагревания воды и подсолнечного масла. Массы воды и масла одинаковы. Нагреватели тоже одинаковые. Как изменились температуры масла и воды через 40 с после начала нагревания? Ответ дайте в градусах Цельсия и кельвинах. Какое время потребовалось для нагревания воды и масла на 20 К?

Рис. 16. К заданию 7

Решение.

Дано:

График зависимости температуры воды и масла от времени нагревания.

$m_{воды} = m_{масла}$ (массы одинаковы)

$P_{воды} = P_{масла}$ (мощности нагревателей одинаковы)

$t_1 = 40$ с

$\Delta T_2 = 20$ К

Все величины даны в системе СИ или их перевод не требуется (изменение температуры в Кельвинах численно равно изменению в градусах Цельсия).

Найти:

1. $\Delta T_{воды,1}$ и $\Delta T_{масла,1}$ за время $t_1$.

2. $t_{воды,2}$ и $t_{масла,2}$ для нагревания на $\Delta T_2$.

Решение:

Как изменились температуры масла и воды через 40 с после начала нагревания? Ответ дайте в градусах Цельсия и кельвинах.

Из графика видно, что начальная температура и воды, и масла в момент времени $t = 0$ с составляет $T_{начальная} = 20$ °C.

Через $t_1 = 40$ с температура воды (синий график) стала $T_{конечная, вода} = 40$ °C.

Изменение температуры воды:

$\Delta T_{вода} = T_{конечная, вода} - T_{начальная} = 40 \text{ °C} - 20 \text{ °C} = 20 \text{ °C}$.

Через $t_1 = 40$ с температура масла (оранжевый график) стала $T_{конечная, масло} = 60$ °C.

Изменение температуры масла:

$\Delta T_{масло} = T_{конечная, масло} - T_{начальная} = 60 \text{ °C} - 20 \text{ °C} = 40 \text{ °C}$.

Так как изменение температуры в градусах Цельсия численно равно изменению температуры в кельвинах ($\Delta T(°C) = \Delta T(K)$), то:

$\Delta T_{вода} = 20$ К

$\Delta T_{масло} = 40$ К

Ответ: Через 40 с температура воды увеличилась на 20 °C (20 К), а температура масла увеличилась на 40 °C (40 К).

Какое время потребовалось для нагревания воды и масла на 20 К?

Нагревание на $\Delta T = 20$ К эквивалентно нагреванию на 20 °C. Так как начальная температура была 20 °C, конечная температура должна составить $T_{конечная} = 20 \text{ °C} + 20 \text{ °C} = 40 \text{ °C}$.

Найдем по графику время, за которое вода и масло нагрелись до 40 °C.

Для воды (синий график): температура 40 °C достигается за время $t_{вода} = 40$ с.

Для масла (оранжевый график): температура 40 °C достигается за время $t_{масло} = 20$ с.

Ответ: Для нагревания воды на 20 К потребовалось 40 с, а для нагревания масла — 20 с.