İş dizini.
Bölüm 2

Kaynama noktasına kadar önceden ısıtılmış bir sıvıyı kaynatma sürecinde, ona verilen enerji gider.

1) artırmak ortalama sürat moleküler hareket

2) moleküllerin ortalama hareket hızını artırmak ve moleküller arasındaki etkileşim kuvvetlerinin üstesinden gelmek

3) hareketlerinin ortalama hızını arttırmadan moleküller arasındaki etkileşim kuvvetlerinin üstesinden gelmek

4) moleküllerin ortalama hareket hızını artırmak ve moleküller arasındaki etkileşim kuvvetlerini artırmak

Çözüm.

Kaynama sırasında sıvının sıcaklığı değişmez, ancak diğerine geçiş süreci vardır. toplama durumu. Başka bir kümelenme halinin oluşumu, moleküller arasındaki etkileşim kuvvetlerinin üstesinden gelinmesiyle gerçekleşir. Sıcaklığın sabitliği aynı zamanda moleküllerin ortalama hızının sabitliği anlamına da gelir.

Cevap: 3

Kaynak: Fizikte GIA. ana dalga. Seçenek 1313.

İçinde su bulunan açık bir kap, belirli bir sıcaklık ve nemi koruyan bir laboratuvara yerleştirilir. Buharlaşma hızı, kaptaki suyun yoğunlaşma hızına eşit olacaktır.

1) sadece laboratuvardaki sıcaklık 25 °C'den fazlaysa

2) sadece laboratuvardaki nemin %100 olması şartıyla

3) sadece laboratuvardaki sıcaklığın 25 °C'den az olması ve hava neminin %100'den az olması şartıyla

4) laboratuvarda herhangi bir sıcaklık ve nemde

Çözüm.

Buharlaşma hızı, sıcaklıktan bağımsız olarak ancak laboratuvardaki nem %100 ise, kaptaki suyun yoğuşma hızına eşit olacaktır. Bu durumda, dinamik denge gözlemlenecektir: kaç molekül buharlaştı, aynı sayıda yoğunlaştı.

Doğru cevap numaralandırılmıştır 2.

Cevap: 2

Kaynak: Fizikte GIA. ana dalga. Seçenek 1326.

1) 1 kg çeliği 1 °C ısıtmak için 500 J enerji harcamak gerekir

2) 500 kg çeliği 1 °C ısıtmak için 1 J enerji harcamak gerekir

3) 1 kg çeliği 500 °C ısıtmak için 1 J enerji harcamak gerekir

4) 500 kg çeliği 1 °C ısıtmak için 500 J enerji harcamak gerekir

Çözüm.

Özgül ısı kapasitesi, vücudun bir santigrat derece ısıtılması için bir kilogram maddeye verilmesi gereken enerji miktarını karakterize eder. Bu nedenle 1 kg çeliği 1 °C ısıtmak için 500 J enerji harcamak gerekir.

Doğru cevap numaralandırılmıştır 1.

Cevap 1

Kaynak: Fizikte GIA. ana dalga. Uzak Doğu. Seçenek 1327.

Çeliğin özgül ısı kapasitesi 500 J/kg °C'dir. Ne anlama geliyor?

1) 1 kg çelik 1°C ile soğutulduğunda 500 J enerji açığa çıkar.

2) 500 kg çelik 1°C ile soğutulduğunda 1 J enerji açığa çıkar.

3) 1 kg çeliği 500 °C'de soğuturken 1 J enerji açığa çıkar.

4) 500 kg çeliği soğuturken, 1°C'de 500 J enerji açığa çıkar.

Çözüm.

Özgül ısı kapasitesi, bir santigrat derece ısıtmak için bir kilogram maddeye verilmesi gereken enerji miktarını karakterize eder. Bu nedenle 1 kg çeliği 1 °C ısıtmak için 500 J enerji harcamak gerekir.

Doğru cevap numaralandırılmıştır 1.

Cevap 1

Kaynak: Fizikte GIA. ana dalga. Uzak Doğu. Seçenek 1328.

Regina Magadeeva 09.04.2016 18:54

Sekizinci sınıf ders kitabında, özgül ısı kapasitesi tanımım şöyle görünür: fiziksel miktar 1 kg kütleli bir cismin sıcaklığının değişebilmesi için verilmesi gereken ısı miktarına sayısal olarak eşittir! 1 derece ile. Kararda şunlar yazıyor özısı 1 derece ısınması gerekiyor.

Bir kaptaki suyun soğuma hızının incelenmesi

çeşitli koşullar altında

Komutu yürüttü:

Takım numarası:

Yaroslavl, 2013

kısa bir açıklamasıçalışma parametreleri

Sıcaklık

Vücut ısısı kavramı ilk bakışta basit ve anlaşılır görünüyor. Herkes sıcak ve soğuk cisimlerin olduğunu günlük deneyimlerinden bilir.

Deneyler ve gözlemler, birini sıcak, diğerini soğuk olarak algıladığımız iki cisim temas ettiğinde, hem birinci hem de ikinci cismin fiziksel parametrelerinde değişiklikler meydana geldiğini göstermektedir. “Bir termometre ile ölçülen ve birbirleriyle termodinamik dengede olan tüm cisimler veya vücut bölümleri için aynı olan fiziksel niceliğe sıcaklık denir.” Termometre incelenen vücutla temas ettirildiğinde, çeşitli değişiklikler görürüz: bir sıvı "sütun" hareket eder, gazın hacmi değişir, vb. Ancak kısa süre sonra termodinamik denge termometre ile vücut arasında zorunlu olarak kurulur - bu cisimleri karakterize eden tüm niceliklerin olduğu bir durum: kütleleri, hacimleri, basınçları vb. Bu noktadan itibaren termometre sadece kendi sıcaklığını değil, aynı zamanda incelenen vücudun sıcaklığını da gösterir. AT Gündelik Yaşam Sıcaklığı ölçmenin en yaygın yolu sıvı termometredir. Burada sıvıların ısıtıldığında genleşme özelliği sıcaklığı ölçmek için kullanılır. Bir cismin sıcaklığını ölçmek için, bir termometre onunla temas ettirilir, vücut ile termometre arasında termal denge kurulana kadar bir ısı transferi işlemi gerçekleştirilir. Ölçüm işleminin vücut sıcaklığını fark edilir şekilde değiştirmemesi için, termometrenin kütlesi, sıcaklığı ölçülen vücudun kütlesinden önemli ölçüde az olmalıdır.

Isı değişimi

Hemen hemen tüm fenomenler dış dünya ve insan vücudundaki çeşitli değişikliklere sıcaklıktaki bir değişiklik eşlik eder. Isı transferi fenomeni tüm günlük yaşamımıza eşlik eder.

17. yüzyılın sonunda, ünlü İngiliz fizikçi Isaac Newton şu hipotezi öne sürdü: “İki cisim arasındaki ısı transfer hızı ne kadar büyükse, sıcaklıkları ne kadar farklıysa (ısı transfer hızı ile birim zamandaki sıcaklıktaki değişimi kastediyoruz). ). Isı transferi her zaman belirli bir yönde gerçekleşir: daha fazla Yüksek sıcaklık daha düşük olan bedenlere. Buna ev düzeyinde bile sayısız gözlemle ikna olduk (bir bardak çaydaki bir kaşık ısınır ve çay soğur). Cisimlerin sıcaklıkları eşitlendiğinde, ısı transfer süreci durur, yani termal denge devreye girer.

Isının bağımsız olarak yalnızca daha yüksek sıcaklıktaki cisimlerden daha düşük sıcaklıktaki cisimlere aktarıldığı ve bunun tersinin olmadığı basit ve anlaşılır bir ifade, fizikteki temel yasalardan biridir ve termodinamiğin II yasası olarak adlandırılır, bu yasa formüle edilmiştir. 18. yüzyılda Alman bilim adamı Rudolf Clausius tarafından.

Ders çalışmaçeşitli koşullar altında bir kaptaki suyun soğuma hızı

Hipotez: Bir kaptaki suyun soğuma hızının, suyun yüzeyine dökülen sıvının (yağ, süt) tabakasına bağlı olduğunu varsayıyoruz.

Hedef: Yağın yüzey tabakasının etkileyip etkilemediğini belirleyin ve yüzey katmanı suyun soğuma hızına göre süt.

Görevler:
1. Su soğutma fenomenini inceleyin.

2. Yağın yüzey tabakası ile suyun soğutma sıcaklığının zamana bağımlılığını belirleyin, sonuçları bir tabloya yazın.

3. Sütün yüzey tabakası ile suyun soğutma sıcaklığının zamana bağımlılığını belirleyin, sonuçları bir tabloya yazın.

4. Bağımlılık grafikleri oluşturun, sonuçları analiz edin.

5. Su üzerindeki hangi yüzey tabakasının suyun soğuma hızı üzerinde daha büyük bir etkiye sahip olduğu hakkında bir sonuca varın.

Teçhizat: laboratuvar camı, kronometre, termometre.

deney planı:
1. Termometre ölçeğinin bölme değerinin belirlenmesi.

2. Soğutma sırasında her 2 dakikada bir su sıcaklığını ölçün.

3. Yüzeyde yağ tabakası olan su 2 dakikada bir soğuduğunda sıcaklığı ölçün.

4. Sütün yüzey tabakasına sahip su her 2 dakikada bir soğuduğunda sıcaklığı ölçün.

5. Ölçüm sonuçlarını bir tabloya kaydedin.

6. Tabloya göre, su sıcaklığının zamana bağlılığının grafiklerini çizin.

8. Sonuçları analiz edin ve gerekçelerini belirtin.

9. Bir sonuca varın.

İşin tamamlanması

Önce 3 bardakta suyu 71,5⁰C sıcaklığa kadar ısıttık. Daha sonra bardaklardan birine sıvı yağ, diğerine süt döktük. Yağ, suyun yüzeyine yayılarak eşit bir tabaka oluşturur. Bitkisel yağ, bitkisel hammaddelerden elde edilen ve yağ asitleri ve ilgili maddelerden oluşan bir üründür. Su ile karıştırılmış (bir emülsiyon oluşturan) süt, bu, sütün ya suyla seyreltildiğini ve pakette belirtilen yağ içeriğine uymadığını ya da kuru bir üründen yapıldığını ve her iki durumda da sütün fiziksel özelliklerinin süt değişimi. Suda su ile seyreltilmemiş doğal süt bir pıhtı içinde toplanır ve bir süre çözünmez. Sıvıların soğuma süresini belirlemek için soğutma sıcaklığını her 2 dakikada bir sabitledik.

Masa. Sıvıların soğuma süresinin incelenmesi.

Tabloya göre, tüm deneylerde başlangıç ​​koşullarının aynı olduğunu görüyoruz, ancak deneyden 20 dakika sonra sıvılar farklı sıcaklıklar, bu da sıvının farklı soğutma hızlarına sahip oldukları anlamına gelir.

Bu, grafikte daha açık bir şekilde gösterilmiştir.

Koordinat düzleminde eksenler ile sıcaklık ve zaman işaretli noktalar bu büyüklükler arasındaki ilişkiyi gösterir. Değerlerin ortalamasını alarak bir çizgi çizin. grafik çıktı doğrusal bağımlılıkçeşitli koşullar altında soğutma süresinden suyun soğutma sıcaklığı.

Suyun soğuma hızını hesaplayın:

a) su için

0-10 dk (ºС/dk)

10-20 dak (ºС/dk)
b) yüzey yağ tabakası olan su için

0-10 dk (ºС/dk)

10-20 dk (ºС/dk)
b) sütlü su için

0-10 dk (ºС/dk)

10-20 dk (ºС/dk)

Hesaplamalardan da anlaşılacağı gibi, en yavaş soğutulan yağlı sudur. Bunun nedeni, yağ tabakasının suyun hava ile yoğun bir şekilde ısı alışverişine izin vermemesidir. Bu, suyun hava ile ısı alışverişinin yavaşladığı, suyun soğuma hızının düştüğü ve suyun daha uzun süre sıcak kaldığı anlamına gelir. Bu, yemek pişirirken kullanılabilir, örneğin makarna pişirirken, suyu kaynattıktan sonra yağ ekleyin, makarna daha hızlı pişecek ve birbirine yapışmayacaktır.

Katkısız su en yüksek soğutma hızına sahiptir, bu da daha hızlı soğuyacağı anlamına gelir.

Sonuç: Böylece, petrolün yüzey tabakasının suyun soğuma hızı üzerinde daha büyük bir etkiye sahip olduğunu, soğuma hızının azaldığını ve suyun daha yavaş soğuduğunu deneysel olarak doğruladık.

Gerçek dünyada aynı madde, çevre koşullarına bağlı olarak farklı hallerde olabilir. Örneğin su, katı bir cisim - buz, gaz - su buharı fikrinde sıvı şeklinde olabilir.

• Bu durumlara maddenin toplam halleri denir.

Farklı kümelenme durumlarındaki bir maddenin molekülleri birbirinden farklı değildir. Spesifik bir kümelenme durumu, moleküllerin düzenlenmesinin yanı sıra hareketlerinin doğası ve birbirleriyle etkileşimi ile belirlenir.

Gaz - moleküller arasındaki mesafe önemli ölçüde daha fazla boyut moleküllerin kendileri. Bir sıvıdaki ve bir katıdaki moleküller birbirine oldukça yakındır. AT katılar daha da yakın.

Toplama değiştirmek için vücut kondisyonu, biraz enerji vermesi gerekiyor. Örneğin suyu buhara dönüştürmek için ısıtılması gerekir, buharın tekrar su olabilmesi için enerjiden vazgeçmesi gerekir.

Katıdan sıvıya geçiş

Bir maddenin katı halden sıvı hale geçmesine erime denir. Vücudun erimeye başlaması için belirli bir sıcaklığa ısıtılması gerekir. Bir maddenin eridiği sıcaklık maddenin erime noktası denir.

Her maddenin kendi erime noktası vardır. Bazı cisimler için, örneğin buz için çok düşüktür. Ve bazı cisimlerin, örneğin demir gibi çok yüksek bir erime noktası vardır. Genel olarak erime kristal gövde karmaşık bir süreçtir.

buz erime tablosu

Aşağıdaki şekil, bir kristal cismin, bu durumda buzun erimesinin bir grafiğini göstermektedir.

• Grafik, buzun sıcaklığının ısıtıldığı zamana bağımlılığını göstermektedir. Dikey eksende sıcaklık, yatay eksende zaman çizilir.

Grafikten, buzun ilk sıcaklığı -20 dereceydi. Sonra ısıtmaya başladılar. Sıcaklık yükselmeye başladı. AB bölümü buz ısıtma bölümüdür. Zamanla, sıcaklık 0 dereceye yükseldi. Bu sıcaklık buzun erime noktası olarak kabul edilir. Bu sıcaklıkta buz erimeye başladı, ancak aynı zamanda buz ısınmaya devam etmesine rağmen sıcaklığı artmayı bıraktı. Erime alanı, grafikteki BC bölümüne karşılık gelir.

Daha sonra tüm buzlar eriyip sıvı hale gelince suyun sıcaklığı tekrar yükselmeye başladı. Bu, grafikte C ışını ile gösterilir. Yani, erime sırasında vücut sıcaklığının değişmediği sonucuna varırız. Gelen tüm enerji ısıtma için kullanılır.

1. Sıcaklığı (t i) (örneğin t 2) ısıtma süresine (t, dak) karşı çizin. Kararlı duruma ulaşıldığını doğrulayın.

3. Yalnızca sabit mod için ve lnA değerlerini hesaplayın, hesaplamaların sonuçlarını tabloya girin.

4. İlk termokupl x 1 = 0 konumunu orijin olarak alarak x i'ye bağımlılığın bir grafiğini oluşturun (termokuplların koordinatları kurulumda belirtilmiştir). Verilen noktalardan düz bir çizgi çizin.

5. Eğimin ortalama tanjantını belirleyin veya

6. Formül (10)'u kullanarak (11)'i dikkate alarak metalin ısıl iletkenliğini hesaplayın ve ölçüm hatasını belirleyin.

7. Bir referans kitabı kullanarak çubuğun yapıldığı metali belirleyin.

sınav soruları

1. Hangi fenomene termal iletkenlik denir? Onun denklemini yazın. Sıcaklık gradyanını karakterize eden nedir?

2. Metallerde termal enerjinin taşıyıcısı nedir?

3. Hangi moda sabit denir? Bu modu açıklayan denklemi (5) alın.

4. Termal iletkenlik katsayısı için formül (10) türetiniz.

5. Termokupl nedir? Çubuk üzerinde belirli bir noktadaki sıcaklığı ölçmek için nasıl kullanılabilir?

6. Bu çalışmada ısıl iletkenliği ölçme yöntemi nedir?

Laboratuvar işi № 11

Bir termokupl tabanlı bir sıcaklık sensörünün imalatı ve kalibrasyonu

Amaç: bir termokupl üretim yöntemine aşinalık; termokupl bazlı bir sıcaklık sensörünün üretimi ve kalibrasyonu; Wood alaşımının erime noktasını belirlemek için bir sıcaklık probu kullanarak.

giriiş

Sıcaklık, makroskopik bir sistemin termodinamik denge durumunu karakterize eden fiziksel bir niceliktir. Denge koşullarında, sıcaklık ortalama ile orantılıdır. kinetik enerji vücut parçacıklarının termal hareketi. Fiziksel, kimyasal ve diğer işlemlerin gerçekleştiği sıcaklık aralığı son derece geniştir: mutlak sıfırdan 10 11 K ve üstüne kadar.

Sıcaklık doğrudan ölçülemez; değeri sıcaklık değişimi ile belirlenir, herhangi bir ölçüm için uygun fiziksel özellik maddeler. Bu tür termometrik özellikler şunlar olabilir: gaz basıncı, elektrik direnci, sıvının termal genleşmesi, ses yayılma hızı.

Bir sıcaklık ölçeği oluştururken, sıcaklık değeri t 1 ve t 2, iki sabit sıcaklık noktasına (ölçülen fiziksel parametrenin değeri) x \u003d x 1 ve x \u003d x 2, örneğin buzun erime noktası olarak atanır. ve suyun kaynama noktası. Sıcaklık farkı t 2 - t 1, ölçeğin ana sıcaklık aralığı olarak adlandırılır. Sıcaklık ölçeği, ölçülen termometrik özelliğin değerleri ile sıcaklığın belirli bir fonksiyonel sayısal ilişkisidir. Termometrik özellik, kabul edilen bağımlılık t(x) ve sabit noktaların sıcaklıklarında farklılık gösteren sınırsız sayıda sıcaklık ölçeği mümkündür. Örneğin, Celsius, Réaumur, Fahrenheit ve diğerleri ölçekleri vardır Ampirik sıcaklık ölçeklerinin temel dezavantajı, termometrik maddeye bağımlı olmalarıdır. Bu eksiklik, termodinamiğin ikinci yasasına dayanan termodinamik sıcaklık ölçeğinde yoktur. Denge süreçleri için eşitlik doğrudur:

burada: Q 1 - sistem tarafından T1 sıcaklığında ısıtıcıdan alınan ısı miktarı; ve Q 2 - buzdolabına T2 sıcaklığında verilen ısı miktarı. Oranlar, çalışma sıvısının özelliklerine bağlı değildir ve ölçümler için mevcut olan Q 1 ve Q 2 değerlerinden termodinamik sıcaklığın belirlenmesini mümkün kılar. T 1 \u003d 0 K -'yi dikkate almak gelenekseldir tamamen sıfır sıcaklıklar ve T 2 \u003d 273.16 K üçlü nokta su. Termodinamik ölçekteki sıcaklık Kelvin (0 K) olarak ifade edilir. T 1 = 0'ın eklenmesi bir ekstrapolasyondur ve mutlak sıfırın uygulanmasını gerektirmez.

Termodinamik sıcaklığı ölçerken, genellikle termodinamiğin ikinci yasasının katı sonuçlarından biri kullanılır; bu, uygun şekilde ölçülen bir termodinamik özelliği termodinamik sıcaklıkla birbirine bağlar. Bu tür ilişkiler arasında: ideal gaz yasaları, kara cisim ışıması yasaları vb. Kabaca helyumun kaynama noktasından altının katılaşma noktasına kadar geniş bir sıcaklık aralığında, en doğru termodinamik sıcaklık ölçümleri bir gaz termometresi ile sağlanır.

Uygulamada, termodinamik ölçekte sıcaklığı ölçmek zordur. Bu sıcaklığın değeri genellikle, termodinamik ölçeği üreten cihazlardan daha kararlı ve hassas olan uygun bir ikincil termometre üzerinde işaretlenir. İkincil termometreler, termodinamik ölçeğe göre sıcaklıkları son derece hassas ölçümlerle önceden bulunan oldukça kararlı referans noktalarına göre kalibre edilir.

Bu çalışmada ikincil termometre olarak bir termokupl (iki farklı metalin teması) ve referans noktaları olarak erime ve kaynama sıcaklıkları kullanılmıştır. çeşitli maddeler. Bir termokuplun termometrik özelliği, kontak potansiyel farkıdır.

Bir termokupl kapalı olarak adlandırılır elektrik devresi iki farklı metal iletkenin iki birleşimini içeren. Bağlantıların sıcaklığı farklıysa, termoelektromotor kuvvet nedeniyle devre gidecektir. elektrik. Termoelektromotor kuvvet e'nin değeri, sıcaklık farkıyla orantılıdır:

sıcaklık farkı çok büyük değilse k sabittir.

k değeri genellikle derece başına birkaç on mikro voltu geçmez ve termokuplun yapıldığı malzemelere bağlıdır.

1. Egzersiz. Termokupl üretimi

Bu görev için 2020'deki sınavda 2 puan alabilirsiniz.

Fizikte KULLANIM'ın 11. Görevi, termodinamik ve moleküler kinetik teorinin temellerine ayrılmıştır. Bu biletin genel teması, çeşitli fenomenlerin açıklanmasıdır.

Fizikte Birleşik Devlet Sınavının 11. Görevi her zaman aynı şekilde inşa edilir: öğrenciye herhangi bir bağımlılığın bir grafiği veya açıklaması sunulacaktır (bir vücut ısıtıldığında termal enerjinin serbest bırakılması, gaz basıncındaki değişime bağlı olarak). sıcaklık veya yoğunluk, herhangi bir işlem Ideal gaz). Bundan sonra, biletin konusuyla doğrudan veya dolaylı olarak ilgili ve termodinamik yasaların metinsel bir tanımını temsil eden beş ifade verilir. Bunlardan öğrenci, koşula uygun olarak doğru olduğunu düşündüğü iki ifade seçmelidir.

Fizikte Birleşik Durum Sınavının 11. Görevi, çok sayıda dijital veri, tablo ve grafik içerdiğinden genellikle öğrencileri korkutur. Aslında teoriktir ve öğrencinin soruyu cevaplarken herhangi bir hesaplama yapması gerekmeyecektir. Bu nedenle, aslında, bu soru genellikle herhangi bir özel zorluğa neden olmaz. Bununla birlikte, öğrenci yeteneklerini yeterince değerlendirmelidir ve onbirinci görevde “kalması” önerilmez, çünkü tüm testi tamamlama süresi belirli bir dakika ile sınırlıdır.