Номер 5, страница 142 - гдз по физике 8 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 5. Тепловые свойства газов, жидкостей и твёрдых тел. Параграф 34. Тепловое расширение твёрдых тел и жидкостей. Задание 32 - номер 5, страница 142.

Условие.

5. Проделайте опыт, доказывающий, что твёрдые тела при нагревании расширяются. Возьмите монету, положите на дощечку и вбейте в дощечку два гвоздика, ограничивающих монету (рис. 88). Она должна проходить между гвоздиками. Возьмите монету щипцами и нагрейте.

Проверьте, проходит ли нагретая монета между гвоздиками. Объясните результат опыта. Будьте осторожны! При нагревании монеты используйте только металлические щипцы, а также прихватку или салфетку, чтобы их держать.

Рис. 88

Решение.

В ходе проведения описанного опыта будет обнаружено, что после нагревания монета не сможет пройти между двумя гвоздиками, хотя до нагревания она проходила между ними свободно.

Этот результат объясняется явлением теплового расширения твердых тел. Согласно молекулярно-кинетической теории, все тела состоят из атомов и молекул, которые находятся в непрерывном и хаотическом движении. В твердых телах, таких как металлическая монета, атомы совершают колебательные движения около своих положений равновесия в кристаллической решетке.

При нагревании монеты ее внутренняя энергия увеличивается. Это приводит к тому, что атомы начинают колебаться с большей скоростью и большей амплитудой. Увеличение амплитуды колебаний приводит к увеличению среднего расстояния между атомами. В результате этого все линейные размеры тела (в данном случае диаметр и толщина монеты) и его объем в целом увеличиваются.

Так как гвоздики были изначально вбиты так, чтобы холодная монета едва проходила между ними, то после нагревания ее увеличившийся диаметр не позволяет ей пройти через тот же зазор. Если дать монете остыть до первоначальной температуры, ее размеры уменьшатся до исходных, и она снова сможет пройти между гвоздиками. Таким образом, этот опыт наглядно доказывает, что твердые тела при нагревании расширяются.

Ответ: Нагретая монета не пройдет между гвоздиками, потому что при нагревании твердые тела расширяются. Это происходит из-за увеличения амплитуды колебаний атомов, что приводит к увеличению среднего расстояния между ними и, как следствие, к увеличению линейных размеров и объема всего тела.