Номер 101, страница 20 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Тепловые явления. Количество теплоты. Удельная теплоёмкость - номер 101, страница 20.

Условие.

101. Необходимо проверить гипотезу о том, что количество теплоты, необходимое для нагревания тела, зависит от его массы. Какую пару тел следует выбрать для проверки этой гипотезы?

Вещество, Объём, $см^3$, Изменение температуры, $^\circ\text{C}$

Тело 1, Чугун, 16, 80

Тело 2, Олово, 16, 80

Тело 3, Олово, 4, 60

Тело 4, Олово, 4, 80

Решение.

Чтобы проверить гипотезу о том, что количество теплоты, необходимое для нагревания тела, зависит от его массы, необходимо провести эксперимент, в котором изменяется только масса, а все остальные параметры, от которых может зависеть количество теплоты, остаются неизменными.

Количество теплоты $\text{Q}$, необходимое для нагревания тела, определяется формулой $Q = c \cdot m \cdot \Delta T$, где $\text{c}$ – удельная теплоёмкость вещества, $\text{m}$ – масса тела, а $\Delta T$ – изменение его температуры.

Для корректной проверки гипотезы нужно выбрать два тела, у которых удельная теплоёмкость $\text{c}$ и изменение температуры $\Delta T$ будут одинаковыми, а масса $\text{m}$ – разной.

1. Удельная теплоёмкость $\text{c}$ будет одинаковой, если тела сделаны из одного и того же вещества. Из таблицы видно, что Тело 2, Тело 3 и Тело 4 сделаны из олова, а Тело 1 – из чугуна. Следовательно, для сравнения нужно выбрать пару из тел 2, 3 и 4.

2. Изменение температуры $\Delta T$ должно быть одинаковым. Сравнивая тела 2, 3 и 4, видим, что у Тела 2 и Тела 4 изменение температуры одинаково и составляет $80 \,^{\circ}\text{C}$, в то время как у Тела 3 оно равно $60 \,^{\circ}\text{C}$. Значит, для эксперимента подходит пара тел 2 и 4.

3. Масса $\text{m}$ должна быть разной. Масса тела связана с его объёмом $\text{V}$ и плотностью вещества $\rho$ по формуле $m = \rho \cdot V$. Поскольку Тело 2 и Тело 4 сделаны из одного вещества (олова), их плотности $\rho$ одинаковы. Их объёмы различны: $V_2 = 16 \text{ см}^3$ и $V_4 = 4 \text{ см}^3$. Так как объёмы не равны, то и массы этих тел будут разными.

Таким образом, пара тел 2 и 4 удовлетворяет всем необходимым условиям: они изготовлены из одного вещества, их нагревают на одинаковое количество градусов, но при этом они имеют разную массу. Это позволяет сделать вывод о зависимости количества теплоты от массы.

Ответ: Тело 2 и Тело 4.