Номер 4, страница 37 - гдз по физике 8 класс дидактические материалы Марон, Марон

Тесты для самоконтроля. ТС-2. Количество теплоты. Энергия топлива. Вариант 1 - номер 4, страница 37.

Условие.

4. Массы льда и образовавшейся из него воды равны. На одинаковое ли число градусов они нагреваются, если сообщить им равное количество теплоты?

А. На одинаковое.

Б. Вода нагревается на большее число градусов.

В. Лёд нагревается на большее число градусов.

Решение.

Дано:

Масса льда $m_л$ равна массе воды $m_в$: $m_л = m_в = m$.

Количество теплоты, сообщенное льду $Q_л$, равно количеству теплоты, сообщенному воде $Q_в$: $Q_л = Q_в = Q$.

Удельная теплоёмкость воды $c_в = 4200 \frac{Дж}{кг \cdot °С}$.

Удельная теплоёмкость льда $c_л = 2100 \frac{Дж}{кг \cdot °С}$.

Найти:

Сравнить изменение температуры льда $\Delta t_л$ и изменение температуры воды $\Delta t_в$.

Решение:

Количество теплоты $\text{Q}$, которое необходимо для нагревания тела, определяется по формуле:

$Q = c \cdot m \cdot \Delta t$

где $\text{c}$ — удельная теплоёмкость вещества, $\text{m}$ — масса тела, $\Delta t$ — изменение температуры.

Выразим из этой формулы изменение температуры $\Delta t$:

$\Delta t = \frac{Q}{c \cdot m}$

Запишем выражения для изменения температуры льда и воды:

Для льда: $\Delta t_л = \frac{Q}{c_л \cdot m}$

Для воды: $\Delta t_в = \frac{Q}{c_в \cdot m}$

Поскольку по условию задачи масса $\text{m}$ и количество теплоты $\text{Q}$ для обоих веществ одинаковы, изменение температуры будет обратно пропорционально удельной теплоёмкости вещества. То есть, чем меньше удельная теплоёмкость, тем на большее число градусов нагреется тело.

Сравним удельные теплоёмкости льда и воды:

$c_л = 2100 \frac{Дж}{кг \cdot °С}$

$c_в = 4200 \frac{Дж}{кг \cdot °С}$

Так как $c_л < c_в$, то для изменения температуры будет выполняться обратное соотношение:

$\Delta t_л > \Delta t_в$

Следовательно, при сообщении одинакового количества теплоты лёд нагреется на большее число градусов, чем вода той же массы.

Ответ: В. Лёд нагревается на большее число градусов.