Номер 5, страница 27 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин, Иванов

5. Опишите опыт, показывающий, что количество теплоты зависит от рода вещества, из которого состоит тело.

Чтобы продемонстрировать, что количество теплоты, необходимое для нагревания тела, зависит от рода вещества, из которого оно состоит, можно провести следующий опыт.

Оборудование и материалы:

Два одинаковых сосуда (например, калориметра или стакана), два одинаковых нагревателя (например, спиртовки или электрические плитки), весы, два термометра, секундомер, а также два разных вещества равной массы, например, вода и подсолнечное масло.

Порядок проведения опыта:

1. С помощью весов отмеряем одинаковые массы воды и подсолнечного масла (например, по 200 г).

2. Наливаем воду в один сосуд, а масло — в другой.

3. Измеряем начальную температуру обеих жидкостей с помощью термометров. Необходимо убедиться, что она одинакова (например, комнатная температура).

4. Помещаем оба сосуда на одинаковые нагреватели и одновременно включаем их, запуская секундомер.

5. Следим за показаниями термометров и измеряем время, которое потребуется для нагрева каждой жидкости на одно и то же число градусов (например, на 40°C).

Наблюдение и результат:

В ходе эксперимента мы увидим, что масло нагреется на 40°C значительно быстрее, чем вода. Время, затраченное на нагрев воды, будет примерно в два раза больше, чем время, затраченное на нагрев масла.

Объяснение и вывод:

Количество теплоты $Q$, которое получает тело от нагревателя постоянной мощности $P$ за время $t$, прямо пропорционально времени нагрева: $Q = P \cdot t$. Поскольку мы использовали одинаковые нагреватели, можно считать их мощности равными. Следовательно, то вещество, которое нагревалось дольше, получило большее количество теплоты.

В нашем опыте для нагревания одинаковой массы ($m$) воды и масла на одинаковое изменение температуры ($\Delta t$) потребовалось разное время, а значит, и разное количество теплоты. Вода получила больше теплоты, чем масло.

Это доказывает, что количество теплоты, необходимое для нагревания тела, зависит от рода вещества. Физическая величина, которая характеризует это свойство, называется удельной теплоемкостью вещества ($c$). Количество теплоты вычисляется по формуле $Q = c \cdot m \cdot \Delta t$. Так как в опыте массы $m$ и изменения температуры $\Delta t$ были равны, а количество теплоты $Q$ оказалось разным, это означает, что удельные теплоемкости ($c$) воды и масла различны.

Ответ: Для демонстрации зависимости количества теплоты от рода вещества следует провести опыт по нагреванию тел одинаковой массы из разных веществ (например, воды и масла). Нагревая их на одинаковое число градусов при помощи одинаковых нагревателей, можно заметить, что для этого потребуется разное время. То вещество, которое нагревалось дольше (в данном примере — вода), потребовало для этого большего количества теплоты. Это доказывает, что количество теплоты, необходимое для нагрева тела, зависит от рода вещества, из которого оно состоит.