Director de locuri de muncă.
Partea 2

În procesul de fierbere a unui lichid, preîncălzit până la punctul de fierbere, energia transmisă acestuia merge

1) a crește viteza medie mișcarea moleculară

2) pentru a crește viteza medie de mișcare a moleculelor și pentru a depăși forțele de interacțiune dintre molecule

3) să depășească forțele de interacțiune dintre molecule fără a crește viteza medie a mișcării lor

4) pentru a crește viteza medie de mișcare a moleculelor și pentru a crește forțele de interacțiune între molecule

Soluţie.

La fierbere, temperatura lichidului nu se schimbă, dar există un proces de trecere la altul starea de agregare. Formarea unei alte stări de agregare are loc odată cu depășirea forțelor de interacțiune dintre molecule. Constanța temperaturii înseamnă și constanța vitezei medii a moleculelor.

Raspuns: 3

Sursa: GIA în Fizică. val principal. Opțiunea 1313.

Un vas deschis cu apă este plasat într-un laborator, care menține o anumită temperatură și umiditate. Viteza de evaporare va fi egală cu viteza de condensare a apei din vas

1) numai dacă temperatura în laborator este mai mare de 25 °C

2) numai cu condiția ca umiditatea în laborator să fie de 100%

3) numai cu condiția ca temperatura în laborator să fie mai mică de 25 ° C, iar umiditatea aerului să fie mai mică de 100%

4) la orice temperatură și umiditate în laborator

Soluţie.

Viteza de evaporare va fi egală cu viteza de condensare a apei din vas numai dacă umiditatea în laborator este de 100%, indiferent de temperatură. În acest caz, se va observa echilibrul dinamic: câte molecule s-au evaporat, același număr s-a condensat.

Răspunsul corect este numerotat 2.

Raspuns: 2

Sursa: GIA în Fizică. val principal. Opțiunea 1326.

1) pentru a încălzi 1 kg de oțel cu 1 °C, este necesar să cheltuiți 500 J de energie

2) pentru a încălzi 500 kg de oțel cu 1 °C, este necesar să consumați 1 J de energie

3) pentru a încălzi 1 kg de oțel la 500 °C, este necesar să consumați 1 J de energie

4) pentru a încălzi 500 kg de oțel cu 1 °C, este necesar să cheltuiți 500 J de energie

Soluţie.

Capacitatea termică specifică caracterizează cantitatea de energie care trebuie împărtășită unui kilogram dintr-o substanță pentru cea din care constă corpul, pentru a o încălzi cu un grad Celsius. Astfel, pentru a încălzi 1 kg de oțel cu 1 °C, este necesar să consumați 500 J de energie.

Răspunsul corect este numerotat 1.

Raspunsul 1

Sursa: GIA în Fizică. val principal. Orientul îndepărtat. Opțiunea 1327.

Capacitatea termică specifică a oțelului este de 500 J/kg °C. Ce inseamna asta?

1) când 1 kg de oțel este răcit cu 1 ° C, se eliberează energie de 500 J

2) când 500 kg de oțel sunt răcite cu 1 ° C, se eliberează energie de 1 J

3) la răcirea a 1 kg de oțel la 500 ° C, se eliberează energie de 1 J

4) la răcirea a 500 kg de oțel, se eliberează 500 J de energie cu 1 ° C

Soluţie.

Capacitatea termică specifică caracterizează cantitatea de energie care trebuie transmisă unui kilogram de substanță pentru a o încălzi cu un grad Celsius. Astfel, pentru a încălzi 1 kg de oțel cu 1 °C, este necesar să consumați 500 J de energie.

Răspunsul corect este numerotat 1.

Raspunsul 1

Sursa: GIA în Fizică. val principal. Orientul îndepărtat. Opțiunea 1328.

Regina Magadeeva 09.04.2016 18:54

În manualul de clasa a opta, definiția mea a capacității specifice de căldură arată astfel: cantitate fizica, numeric egal cu cantitatea de căldură care trebuie transferată unui corp cu masa de 1 kg pentru ca temperatura acestuia să se modifice! cu 1 grad. Decizia precizează că căldura specifică necesar să se încălzească cu 1 grad.

Studiul vitezei de răcire a apei într-un vas

in diverse conditii

A executat comanda:

Numărul echipei:

Iaroslavl, 2013

o scurtă descriere a parametrii de studiu

Temperatura

Conceptul de temperatură corporală pare la prima vedere simplu și de înțeles. Toată lumea știe din experiența de zi cu zi că există corpuri calde și reci.

Experimentele și observațiile arată că atunci când două corpuri intră în contact, dintre care unul îl percepem ca fierbinte și celălalt ca rece, au loc modificări ale parametrilor fizici atât ai primului cât și ai celui de-al doilea corp. „Mărimea fizică măsurată de un termometru și aceeași pentru toate corpurile sau părțile corpului care sunt în echilibru termodinamic între ele se numește temperatură.” Când termometrul este adus în contact cu corpul studiat, vedem tot felul de schimbări: o „coloană” de lichid se mișcă, volumul de gaz se schimbă etc. Dar în curând echilibrul termodinamic se stabilește în mod necesar între termometru și corp - o stare în care toate cantitățile care caracterizează aceste corpuri: masele lor, volumele, presiunile și așa mai departe. Din acest moment, termometrul arată nu numai temperatura proprie, ci și temperatura corpului studiat. LA Viata de zi cu zi Cel mai comun mod de a măsura temperatura este cu un termometru lichid. Aici, proprietatea lichidelor de a se extinde atunci când sunt încălzite este folosită pentru a măsura temperatura. Pentru a măsura temperatura unui corp, un termometru este pus în contact cu acesta, se efectuează un proces de transfer de căldură între corp și termometru până la stabilirea echilibrului termic. Pentru ca procesul de măsurare să nu modifice semnificativ temperatura corpului, masa termometrului trebuie să fie semnificativ mai mică decât masa corpului a cărui temperatură este măsurată.

Schimb de caldura

Aproape toate fenomenele lumea de afara iar diferitele modificări ale corpului uman sunt însoțite de o schimbare a temperaturii. Fenomenele de transfer de căldură ne însoțesc toată viața de zi cu zi.

La sfârșitul secolului al XVII-lea, celebrul fizician englez Isaac Newton a emis ipoteza: „Rata transferului de căldură între două corpuri este cu atât mai mare, cu atât temperaturile lor diferă mai mult (prin rata transferului de căldură înțelegem modificarea temperaturii pe unitatea de timp). ). Transferul de căldură are loc întotdeauna într-o anumită direcție: din corpurile cu mai mult temperatura ridicata la corpuri cu unul inferior. Suntem convinși de acest lucru prin numeroase observații, chiar și la nivel casnic (o lingură într-un pahar de ceai se încălzește, iar ceaiul se răcește). Când temperatura corpurilor se egalizează, procesul de transfer de căldură se oprește, adică se instalează echilibrul termic.

O afirmație simplă și de înțeles că căldura se transferă independent doar de la corpurile cu o temperatură mai mare la corpurile cu o temperatură mai scăzută, și nu invers, este una dintre legile fundamentale în fizică și se numește legea a II-a a termodinamicii, această lege a fost formulată. în secolul al XVIII-lea de către omul de știință german Rudolf Clausius.

Studiuviteza de răcire a apei într-un vas în diferite condiții

Ipoteză: Presupunem că viteza de răcire a apei într-un vas depinde de stratul de lichid (ulei, lapte) turnat pe suprafața apei.

Ţintă: Determinați dacă stratul de suprafață de ulei afectează și Strat de suprafață lapte pe rata de răcire a apei.

Sarcini:
1. Studiază fenomenul de răcire cu apă.

2. Determinați la timp dependența temperaturii de răcire a apei cu stratul de ulei de suprafață, scrieți rezultatele într-un tabel.

3. Determinați la timp dependența temperaturii de răcire a apei cu un strat superficial de lapte, scrieți rezultatele într-un tabel.

4. Construiți grafice de dependență, analizați rezultatele.

5. Faceți o concluzie despre ce strat de suprafață de pe apă are o influență mai mare asupra vitezei de răcire a apei.

Echipamente: sticla de laborator, cronometru, termometru.

Planul de experiment:
1. Determinarea valorii diviziunii scalei termometrului.

2. Măsurați temperatura apei în timpul răcirii la fiecare 2 minute.

3. Măsurați temperatura când apa cu stratul superficial de ulei se răcește la fiecare 2 minute.

4. Măsurați temperatura când apa cu stratul superficial de lapte se răcește la fiecare 2 minute.

5. Înregistrați rezultatele măsurătorilor într-un tabel.

6. Conform tabelului, desenați grafice ale dependențelor temperaturii apei în timp.

8. Analizați rezultatele și prezentați rațiunea lor.

9. Faceți o concluzie.

Finalizarea lucrării

În primul rând, am încălzit apă în 3 pahare la o temperatură de 71,5⁰C. Apoi am turnat ulei vegetal într-unul dintre pahare și lapte în celălalt. Uleiul se întinde pe suprafața apei, formând un strat uniform. Uleiul vegetal este un produs extras din materii prime vegetale și format din acizi grași și substanțe înrudite. Lapte amestecat cu apă (formând o emulsie), aceasta a indicat că laptele fie a fost diluat cu apă și nu corespunde conținutului de grăsime menționat pe ambalaj, fie a fost făcut dintr-un produs uscat și, în ambele cazuri, proprietățile fizice ale schimbarea laptelui. Laptele natural nediluat cu apă în apă este colectat într-un cheag și nu se dizolvă de ceva timp. Pentru a determina timpul de răcire a lichidelor, am fixat temperatura de răcire la fiecare 2 minute.

Masa. Studiul timpului de răcire a lichidelor.

Conform tabelului, vedem că condițiile inițiale în toate experimentele au fost aceleași, dar după 20 de minute de experiment, lichidele au temperaturi diferite, ceea ce înseamnă că au viteze diferite de răcire a lichidului.

Acest lucru este arătat mai clar în grafic.

În planul de coordonate cu axele, punctele marcate temperatura și timpul afișează relația dintre aceste mărimi. Făcând media valorilor, trageți o linie. Graficul s-a dovedit dependență liniară temperatura de răcire a apei din timpul de răcire în diferite condiții.

Calculați viteza de răcire a apei:

a) pentru apă

0-10 min (ºС/min)

10-20 min (ºС/min)
b) pentru apa cu strat superficial de ulei

0-10 min (ºС/min)

10-20 min (ºС/min)
b) pentru apa cu lapte

0-10 min (ºС/min)

10-20 min (ºС/min)

După cum se poate vedea din calcule, apa cu ulei s-a răcit cel mai lent. Acest lucru se datorează faptului că stratul de ulei nu permite apei să facă schimb intensiv de căldură cu aerul. Aceasta înseamnă că schimbul de căldură al apei cu aerul încetinește, viteza de răcire a apei scade, iar apa rămâne mai fierbinte mai mult timp. Acesta poate fi folosit atunci când gătiți, de exemplu, când gătiți pastele, după fierbere apă, adăugați ulei, pastele se vor găti mai repede și nu se vor lipi.

Apa fără aditivi are cea mai mare viteză de răcire, ceea ce înseamnă că se va răci mai repede.

Concluzie: astfel, am verificat experimental că stratul de suprafață de ulei are un efect mai mare asupra vitezei de răcire a apei, viteza de răcire scade și apa se răcește mai lent.

Aceeași substanță din lumea reală, în funcție de condițiile din jur, poate fi în stări diferite. De exemplu, apa poate fi sub formă de lichid, în ideea unui corp solid - gheață, sub formă de gaz - vapori de apă.

• Aceste stări se numesc stări agregate ale materiei.

Moleculele unei substanțe în diferite stări de agregare nu diferă unele de altele. O stare specifică de agregare este determinată de aranjamentul moleculelor, precum și de natura mișcării și interacțiunii acestora între ele.

Gaz - distanța dintre molecule este semnificativă mai multe dimensiuni moleculele în sine. Moleculele dintr-un lichid și dintr-un solid sunt destul de apropiate unele de altele. LA solide chiar mai aproape.

Pentru a schimba agregatul starea corpului, el trebuie să dea puțină energie. De exemplu, pentru a transforma apa in abur, aceasta trebuie incalzita.Pentru ca aburul sa redevina apa, trebuie sa renunte la energie.

Trecerea de la solid la lichid

Trecerea unei substanțe de la starea solidă la starea lichidă se numește topire. Pentru ca corpul să înceapă să se topească, acesta trebuie încălzit la o anumită temperatură. Temperatura la care se topește o substanță se numește punctul de topire al substanței.

Fiecare substanță are propriul punct de topire. Pentru unele corpuri este foarte scăzut, de exemplu, pentru gheață. Și unele corpuri au un punct de topire foarte ridicat, de exemplu, fierul. În general, topirea corp cristalin este un proces complicat.

graficul de topire a gheții

Figura de mai jos prezintă un grafic al topirii unui corp cristalin, în acest caz gheață.

• Graficul arată dependența temperaturii gheții de timpul în care este încălzită. Temperatura este reprezentată pe axa verticală, timpul este reprezentat pe axa orizontală.

Din grafic, temperatura inițială a gheții a fost de -20 de grade. Apoi au început să se încălzească. Temperatura a început să crească. Secțiunea AB este secțiunea de încălzire a gheții. În timp, temperatura a crescut la 0 grade. Această temperatură este considerată punctul de topire al gheții. La această temperatură, gheața a început să se topească, dar în același timp temperatura ei a încetat să crească, deși gheața a continuat să se încălzească. Zona de topire corespunde secțiunii BC de pe grafic.

Apoi, când toată gheața s-a topit și s-a transformat într-un lichid, temperatura apei a început să crească din nou. Acest lucru este arătat pe grafic de raza C. Adică, ajungem la concluzia că în timpul topirii, temperatura corpului nu se modifică, Toată energia primită este folosită pentru încălzire.

1. Grafic temperatura (t i) (de exemplu t 2) în funcție de timpul de încălzire (t, min). Verificați dacă este atinsă starea de echilibru.

3. Calculați valorile și lnA numai pentru modul staționar, introduceți rezultatele calculelor în tabel.

4. Construiți un grafic al dependenței de x i, luând ca origine poziția primului termocuplu x 1 = 0 (coordonatele termocuplurilor sunt indicate pe instalație). Desenați o linie dreaptă prin punctele date.

5. Să se determine tangenta medie a pantei sau

6. Folosind formula (10), luând în considerare (11), se calculează conductivitatea termică a metalului și se determină eroarea de măsurare.

7. Folosind o carte de referință, determinați metalul din care este fabricată tija.

întrebări de testare

1. Ce fenomen se numește conductivitate termică? Notează-i ecuația. Ce caracterizează gradientul de temperatură?

2. Care este purtătorul de energie termică în metale?

3. Ce mod se numește staționar? Obțineți ecuația (5) care descrie acest mod.

4. Deduceți formula (10) pentru coeficientul de conductivitate termică.

5. Ce este un termocuplu? Cum poate fi folosit pentru a măsura temperatura într-un anumit punct al tijei?

6. Care este metoda de măsurare a conductibilității termice în această lucrare?

Lucrări de laborator № 11

Fabricarea și calibrarea unui senzor de temperatură bazat pe un termocuplu

Obiectiv: familiarizarea cu metoda de fabricare a unui termocuplu; fabricarea și calibrarea unui senzor de temperatură bazat pe un termocuplu; folosind o sondă de temperatură pentru a determina punctul de topire al aliajului de lemn.

Introducere

Temperatura este o mărime fizică care caracterizează starea de echilibru termodinamic al unui sistem macroscopic. În condiții de echilibru, temperatura este proporțională cu media energie kinetică mișcarea termică a particulelor corpului. Intervalul de temperatură la care au loc procesele fizice, chimice și alte procese este excepțional de larg: de la zero absolut la 10 11 K și mai sus.

Temperatura nu poate fi măsurată direct; valoarea sa este determinată de schimbarea temperaturii, orice convenabil pentru măsurători proprietate fizică substante. Astfel de proprietăți termometrice pot fi: presiunea gazului, rezistență electrică, dilatarea termică a lichidului, viteza de propagare a sunetului.

La construirea unei scale de temperatură, valoarea temperaturii t 1 și t 2 este atribuită la două puncte fixe de temperatură (valoarea parametrului fizic măsurat) x \u003d x 1 și x \u003d x 2, de exemplu, punctul de topire al gheții și punctul de fierbere al apei. Diferența de temperatură t 2 - t 1 se numește intervalul principal de temperatură al scalei. Scara de temperatură este o relație numerică funcțională specifică a temperaturii cu valorile proprietății termometrice măsurate. Este posibil un număr nelimitat de scale de temperatură, care diferă în proprietatea termometrică, dependența acceptată t(x) și temperaturile punctelor fixe. De exemplu, există scale Celsius, Réaumur, Fahrenheit și altele. Dezavantajul fundamental al scalelor empirice de temperatură este dependența lor de substanța termometrică. Acest neajuns este absent în scala de temperatură termodinamică bazată pe a doua lege a termodinamicii. Pentru procesele de echilibru, egalitatea este adevărată:

unde: Q 1 - cantitatea de căldură primită de sistem de la încălzitor la temperatura T 1; și Q 2 - cantitatea de căldură dată frigiderului la o temperatură de T 2. Rapoartele nu depind de proprietățile fluidului de lucru și fac posibilă determinarea temperaturii termodinamice din valorile Q 1 și Q 2 disponibile pentru măsurători. Se obișnuiește să se ia în considerare T 1 \u003d 0 K - at zero absolut temperaturi și T 2 \u003d 273,16 K in punct triplu apă. Temperatura pe scara termodinamică este exprimată în grade Kelvin (0 K). Introducerea lui T 1 = 0 este o extrapolare și nu necesită implementarea zeroului absolut.

Când se măsoară temperatura termodinamică, se utilizează de obicei una dintre consecințele stricte ale celei de-a doua legi a termodinamicii, care conectează o proprietate termodinamică măsurată convenabil cu temperatura termodinamică. Printre astfel de relații: legile unui gaz ideal, legile radiației corpului negru etc. Într-un interval larg de temperatură, aproximativ de la punctul de fierbere al heliului până la punctul de solidificare al aurului, cele mai precise măsurători de temperatură termodinamică sunt furnizate de un termometru cu gaz.

În practică, măsurarea temperaturii pe o scară termodinamică este dificilă. Valoarea acestei temperaturi este de obicei marcată pe un termometru secundar convenabil, care este mai stabil și mai sensibil decât instrumentele care reproduc scara termodinamică. Termometrele secundare sunt calibrate după puncte de referință foarte stabile, ale căror temperaturi, conform scalei termodinamice, sunt găsite în prealabil prin măsurători extrem de precise.

În această lucrare, un termocuplu (contactul a două metale diferite) este folosit ca termometru secundar, iar temperaturile de topire și fierbere sunt folosite ca puncte de referință. diverse substanțe. Proprietatea termometrică a unui termocuplu este diferența de potențial de contact.

Un termocuplu se numește închis circuit electric conţinând două joncţiuni a doi conductori metalici diferiţi. Dacă temperatura joncțiunilor este diferită, atunci circuitul va merge din cauza forței termoelectromotoare electricitate. Valoarea forței termoelectromotoare e este proporțională cu diferența de temperatură:

unde k este const dacă diferența de temperatură nu este foarte mare.

Valoarea lui k nu depășește de obicei câteva zeci de microvolți pe grad și depinde de materialele din care este fabricat termocuplul.

Exercitiul 1. Fabricarea termocuplurilor

Pentru această sarcină, puteți obține 2 puncte la examen în 2020

Sarcina 11 din USE în fizică este dedicată elementelor de bază ale termodinamicii și teoriei cinetice moleculare. Tema generală a acestui bilet este explicarea diferitelor fenomene.

Sarcina 11 a examenului de stat unificat de fizică este întotdeauna construită în același mod: elevului i se va oferi un grafic sau o descriere a oricărei dependențe (eliberarea de energie termică atunci când un corp este încălzit, o modificare a presiunii gazului în funcție de temperatură sau densitate, orice proces în gaz ideal). După aceea, sunt date cinci enunțuri, direct sau indirect legate de subiectul biletului și reprezentând o descriere textuală a legilor termodinamice. Dintre acestea, elevul trebuie să selecteze două afirmații pe care le consideră adevărate, corespunzătoare condiției.

Sarcina 11 a examenului de stat unificat la fizică îi sperie de obicei pe studenți, deoarece conține o mulțime de date digitale, tabele și grafice. De fapt, este teoretic, iar elevul nu va trebui să calculeze nimic atunci când răspunde la întrebare. Prin urmare, de fapt, această întrebare de obicei nu provoacă dificultăți speciale. Totuși, elevul trebuie să-și evalueze în mod adecvat abilitățile și nu este recomandat să „rămâi treaz” la a unsprezecea sarcină, deoarece timpul de finalizare a întregului test este limitat la un anumit număr de minute.