Номер 4, страница 27 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин, Иванов

4. Как зависит количество теплоты от разности конечной и начальной температур тела?

3. Как зависит количество теплоты от массы тела?

Количество теплоты, которое необходимо для нагревания тела, находится в прямой пропорциональной зависимости от его массы. Это означает, что во сколько раз больше масса тела, во столько же раз больше теплоты потребуется для изменения его температуры на одно и то же значение. Например, чтобы нагреть 2 кг воды на 1°C, потребуется в два раза больше теплоты, чем для нагрева 1 кг воды на 1°C.

Эта зависимость описывается физической формулой для количества теплоты:

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

где $Q$ — количество теплоты, $m$ — масса тела, $c$ — удельная теплоемкость вещества (постоянная для данного вещества), а $\Delta t$ — изменение температуры. Из формулы видно, что при одинаковых $c$ и $\Delta t$, количество теплоты $Q$ прямо пропорционально массе $m$.

Ответ: Количество теплоты прямо пропорционально массе тела.

4. Как зависит количество теплоты от разности конечной и начальной температур тела?

Количество теплоты, сообщаемое телу (при нагревании) или отбираемое у него (при охлаждении), прямо пропорционально изменению его температуры. Изменение температуры — это разность между конечной ($t_2$) и начальной ($t_1$) температурами тела, которая обозначается как $\Delta t = t_2 - t_1$.

Это значит, что чем на большее число градусов мы хотим изменить температуру тела, тем большее количество теплоты для этого потребуется. Например, чтобы нагреть стакан воды на 20°C, потребуется вдвое больше теплоты, чем для его нагрева на 10°C.

Эта зависимость также видна из формулы количества теплоты:

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

При постоянных массе тела $m$ и удельной теплоемкости вещества $c$, количество теплоты $Q$ прямо пропорционально разности температур $\Delta t$.

Ответ: Количество теплоты прямо пропорционально разности конечной и начальной температур тела.

5. Опишите опыт, показывающий, что количество теплоты зависит от массы тела.

Для того чтобы на опыте продемонстрировать зависимость количества теплоты от массы тела, можно провести следующий эксперимент.

Необходимое оборудование: два абсолютно одинаковых сосуда (например, калориметра или лабораторных стакана), два одинаковых источника тепла (например, две одинаковые спиртовки или электрические плитки с одинаковой мощностью), весы, термометр, вода.

Порядок проведения опыта:

1. С помощью весов отмеряем разные массы воды. В первый сосуд наливаем воду массой $m_1$, например 100 г. Во второй сосуд наливаем воду вдвое большей массы $m_2 = 200$ г.

2. С помощью термометра измеряем начальную температуру воды в обоих сосудах. Убеждаемся, что она одинакова.

3. Размещаем оба сосуда на одинаковых нагревателях и начинаем их одновременно нагревать. Важно, чтобы условия нагрева были идентичными, то есть чтобы оба сосуда получали одинаковое количество теплоты в единицу времени.

4. Нагреваем воду в течение определенного, одинакового для обоих сосудов времени, например, 5 минут.

5. По истечении этого времени прекращаем нагрев и снова измеряем температуру воды в каждом сосуде.

Наблюдение и вывод: В результате опыта мы увидим, что вода в сосуде с меньшей массой (100 г) нагрелась сильнее, то есть её конечная температура стала выше, чем у воды в сосуде с большей массой (200 г). Так как время нагрева и нагреватели были одинаковыми, оба объёма воды получили равное количество теплоты $Q$. Однако это равное количество теплоты вызвало разное изменение температуры. Для того чтобы нагреть обе массы воды до одной и той же температуры (т.е. обеспечить одинаковое $\Delta t$), для тела большей массы потребовалось бы больше времени нагрева, а следовательно, и большее количество теплоты. Этот опыт доказывает, что количество теплоты, необходимое для нагрева тела, прямо пропорционально его массе.

Ответ: Описан эксперимент с нагреванием двух разных масс воды при одинаковых условиях, который показывает, что для нагрева тела большей массы требуется большее количество теплоты.