Номер 4, страница 41 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин

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

3. Как зависит количество теплоты от массы тела?

Количество теплоты, необходимое для нагревания тела (или выделяющееся при его охлаждении), прямо пропорционально его массе. Это означает, что чем больше масса тела, тем большее количество теплоты потребуется, чтобы изменить его температуру на определенную величину, при условии, что все остальные параметры (род вещества, изменение температуры) остаются неизменными.

Эта зависимость выражается формулой для расчета количества теплоты: $Q = c \cdot m \cdot (t_2 - t_1)$, где $Q$ — количество теплоты, $m$ — масса тела, $c$ — удельная теплоемкость вещества, а $(t_2 - t_1)$ — разность конечной и начальной температур. Из формулы видно, что при постоянных $c$ и $(t_2 - t_1)$, количество теплоты $Q$ прямо пропорционально массе $m$. Например, чтобы нагреть 2 литра (около 2 кг) воды на 10 °C, потребуется в два раза больше теплоты, чем для нагрева 1 литра (1 кг) воды на те же 10 °C.

Ответ: Количество теплоты прямо пропорционально массе тела.

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

Количество теплоты, которое необходимо сообщить телу для его нагревания или которое оно отдает при охлаждении, прямо пропорционально изменению его температуры, то есть разности между конечной и начальной температурами. Чем больше эта разность, тем большее количество теплоты участвует в процессе.

Данная зависимость также следует из формулы $Q = c \cdot m \cdot \Delta t$, где $\Delta t = t_{конечная} - t_{начальная}$ — это и есть разность температур. Если масса тела $m$ и род вещества (удельная теплоемкость $c$) постоянны, то количество теплоты $Q$ будет прямо пропорционально изменению температуры $\Delta t$. Например, чтобы нагреть определенное количество воды от 20 °C до 40 °C (разность 20 °C), потребуется в два раза больше теплоты, чем для ее нагрева от 20 °C до 30 °C (разность 10 °C).

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

5. Опишите опыт, показывающий, что количество теплоты зависит от рода вещества.

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

Оборудование: два одинаковых сосуда (например, химических стакана), две одинаковые спиртовки (или одна, используемая поочередно), весы с гирями, два термометра, вода и подсолнечное масло в равных массах.

Ход опыта:
1. С помощью весов отмеряем равные массы воды и подсолнечного масла (например, по 200 г) и наливаем их в два одинаковых сосуда.
2. Помещаем в каждый сосуд термометр и измеряем начальную температуру жидкостей. Она должна быть одинаковой (комнатной).
3. Ставим оба сосуда на одинаковые, одновременно зажженные спиртовки. Нагреваем жидкости в течение одинакового времени, например, 5 минут. Это необходимо, чтобы обе жидкости получили примерно одинаковое количество теплоты.
4. По истечении заданного времени гасим спиртовки и одновременно снимаем показания термометров в обоих сосудах.

Наблюдение: В ходе опыта будет замечено, что конечная температура масла окажется значительно выше, чем конечная температура воды.

Вывод: Поскольку массы жидкостей были равны и им было передано одинаковое количество теплоты (нагрев на одинаковых горелках в течение одинакового времени), а их температуры изменились по-разному, можно заключить, что для нагревания разных веществ одинаковой массы на одно и то же число градусов требуется разное количество теплоты. Физическая величина, которая показывает, какое количество теплоты требуется для нагревания 1 кг вещества на 1 °C, называется удельной теплоемкостью. Опыт показывает, что удельная теплоемкость воды больше, чем удельная теплоемкость масла.

Ответ: Проводят опыт по нагреванию равных масс различных веществ (например, воды и масла) одинаковыми источниками тепла в течение равного промежутка времени. Наблюдают, что вещества нагреваются до разной температуры. Это доказывает, что количество теплоты, необходимое для изменения температуры, зависит от рода вещества.