Тепловые явления

Рабочая тетрадь по физике 8 класс Т.А. Ханнанова (к учебнику А.В. Перышкина)

1.1 Ответьте на вопросы.

1.2. Рассмотрите рисунок и заполните пропуски в тексте. 

1.3. На рисунке приведена заготовка шкалы термометра.
а) Напишите числа около каждого штриха на шкале термометра таким образом, чтобы пределы измерения этим прибором соответствовали температуре 0 и 100° С.
б) Закрасьте на шкале простым карандашом интервал, которому соответствует температура от 30 до 40° С. Отметьте на нем точку, соответствующую нормальной температуре тела человека (36, 5° С).

1.4. Прочитайте текст и выполните приведенные ниже задания.


1.5. В таблицу занесены результаты измерений температуры воды в стакане в различные моменты времени. Постройте график зависимости температуры воды от времени.

2.1. а) Заполните пропуски в тексте, используя слова: работу, кинетической, потенциальная, масса, скорость, механической, Землей.

б) Дополните схему.

2.2. Муха массой 1 г летит со скоростью 5 м/с на высоте 2 м над землей. Чему равна кинетическая и потенциальная энергия мухи относительно поверхности земли? Чему равна механическая энергия мухи?

2.3. Заполните пропуски в тексте, используя слова и числа: 0, прекращается, увеличивается, уменьшается, движении, мала.

2.4. а) В одинаковых сосудах содержится одинаковое количество молекул одного и того же газа. В каком сосуде внутренняя энергия газа больше и почему?

2.5. а) На рисунке приведен график изменения температуры тела с течением времени. Заполните таблицу недостающими данными, характеризующими указанные точки графика.

3.1. а) Сформулируйте правильное утверждение, вычеркивая лишние слова, выделенные курсивом.

б) Как изменится внутренняя энергия молекул воды при понижении температуры и почему?

3.2. На рисунках показаны ситуации, при которых происходит увеличение внутренней энергии проволоки вследствие нагревания ее в средней части. Подпишите под каждым рисунком, каким способом происходит изменение внутренней энергии тела: совершением механической работы или теплопередачей.

3.3. Заполните таблицу, указав способ изменения внутренней энергии тела в каждом случае.


3.4. В тонкостенную латунную трубку на подставке налит эфир. Трубка закрыта резиновой пробкой, обвита веревкой, которую начинают быстро двигать то в одну, то в другую сторону. Через некоторое время пробка вылетает из трубки. Заполните пропуски в тексте, чтобы получилось объяснение наблюдаемого явления.

 

4.1. Вставьте в текст пропущенные слова. 

4.2. На рисунках изображены пары тел с разной температурой. Покажите стрелками направление теплопередачи в каждом случае.

4.3. В таблице приведены описания наблюдений, связанных с использование на практике различных материалов. В каждом случае сделайте вывод, какой теплопроводностью обладает материал: хорошей или плохой.

4.4. Рассмотрите рисунки, на которых изображено строение пара (рис. а), воды (рис. б), льда (рис. в). Все эти вещества состоят из одинаковых молекул, но по-разному расположенных относительно друг друга.

4.5. На рисунке стрелками укажите части сковороды и кастрюли, сделанные из материалов с хорошей теплопроводностью; с плохой теплопроводностью.

5.1. Заполните пропуски в тексте. 

5.2. Рядом с рисунками напишите, в каких случаях изображена естественная (свободная) конвекция, а в каких – вынужденная.

5.3. Два одинаковых по размеру шара, изготовленных из различных материалов, помещают внутрь жидкости и оставляют в покое. Спустя некоторое время шар 2 всплывает, а шар 1 остается погруженным в жидкость полностью (см. рис.).

5.4. Дверь из теплого помещения открыли в холодный коридор. Стрелками покажите на рисунке направление движения потоков воздуха около верхней и нижней частей двери. Ответ поясните.


5.5. Почему, купаясь летом в открытых водоемах, часто можно обнаружить, что вода у поверхности теплее, чем на глубине? Ответ поясните.

6.1. Напишите виды теплопередачи (теплопроводность, конвекция, излучение), которые осуществляются в явлениях, изображенных на рисунках.

6.2. Отметьте на рисунке цифрами 1, 2, 3 места, где происходят различные виды теплопередачи. Заполните таблицу.

6.3. а) Дополните предложения необходимыми словами в нужном падеже: уменьшить, увеличить, теплопроводность, излучение, конвекция.

6.4. Ответьте на вопросы.

7.1. Вставьте в текст пропущенные слова. 

7.2. Запишите значение энергии в указанных кратных и дольных единицах.

7.3. Из приведенного ниже ряда характеристик физического тела отметьте галочкой только те, которые определяют количество теплоты Q, необходимое для нагревания тела до заданной температуры.

7.4. Сравните количество теплоты Q1 и Q2, переданное окружающей среде остывающими телами 1 и 2, изготовленными из одного и того же материала.

7.5. В эксперименте нагревали воду и с течением времени измеряли ее температуру. Результаты измерений были записаны в таблицу. Погрешность измерения температуры составила 1° С, погрешность измерения времени – 10 с. Представьте полученную информацию в виде графика, самостоятельно выбрав масштабные единицы на координатных осях.

7.6. На плитке нагревают два одинаковых сосуда А и В с разной массой воды. Каждый сосуд получает от плитки одинаковое количество теплоты за каждую минуту. На рисунке представлен график зависимости изменения температуры воды в каждом сосуде от времени.

8.1. Заполните пропуски в тексте.

8.2. Нагретый кирпич массой 3 кг опускают в холодную воду. Остывая на 1°С кирпич отдает воде количество теплоты, примерно равное 2700 Дж. Вычислите удельную теплоемкость кирпича.


8.3. Проанализируйте числовые данные, приведенные в таблице 1 учебника, и ответьте на вопросы.

8.4. Вычислите и запишите в таблицу количество теплоты, которое необходимо передать серебряным образцам массой m (см. табл.), чтобы их температура изменилась от t1 до t2. Известно, что для нагревания 1 кг серебра на 1°С необходимо затратить количество теплоты, равное 250 Дж (см. табл. 1 учебника).


8.5. Для сопоставления между собой удельных теплоемкостей двух жидкостей провели эксперимент. В первый сосуд налили 1 кг воды, а во второй – 1 кг подсолнечного масла. Жидкости нагревали с помощью одинаковых нагревателей, отдающих одинаковые количество теплоты за один и тот же промежуток времени. В ходе эксперимента измерялась температура жидкостей в разные моменты времени. Результаты измерений заносили в таблицу.

9.1. Медную деталь массой 100 г из неотапливаемого склада перенесли в теплое помещение, где она пробыла некоторое время (участки графика АВ и ВС). Затем деталь вынесли на улицу и поместили в контейнер (участок графика CD). Проанализируйте данные графика и ответьте на вопросы.

9.2. Стальной образец массой 1 кг постепенно нагревают от 0 до 100°С путем непрерывной передачи количества теплоты Q.


9.3. Образцу массой m было передано некоторое количество теплоты Q, благодаря чему его температура изменилась на Δt = t2 — t1. Заполните пустые клетки таблицы.


9.4. В калориметр наливают mx = 40 г холодной воды, температура которой равна tx = 20°С, и mг = 60 г горячей воды, температура которой tг = 50°С. Определите температуру смеси горячей и холодной воды tс, установившуюся в калориметре.



9.5. Стальную деталь массой 300 г, разогретую до 300°С, бросили в воду массой 5 кг при температуре 20°С. На сколько градусов повысилась температура воды, если вся выделенная деталью энергия пошла на нагревание воды?

10.1. Вставьте в текст пропущенные слова. 

10.2. Под каждым рисунком впишите вид топлива, который используется на практике.


10.3. При сжигании дров выделяется такое же количество теплоты, что и при сгорании природного газа. Во сколько раз масса дров больше массы природного газа?


10.4. Какая масса каменного угля может заменить собой 2 т торфа как топлива? Ответ выразите в тоннах и округлите до десятых.


10.5. На сколько градусов изменится температура воды массой 10 кг, если ей передать все количество теплоты, выделившееся при сжигании 0,001 кг природного газа? Ответ округлите до целых.


10.6. На спиртовке нагревают воду массой mв = 100 г от t1 = 20°C до t2 = 80°C. КПД спиртовки составляет η = 20%.

11.1. Заполните пропуски в тексте. 

11.2. На рисунке показана траектория брошенного с земли мяча.
11.3. Допишите предложение. «Если сжать и отпустить пружину с грузом, то начнется колебательный процесс: груз будет двигаться то вверх, то вниз».


11.4. Заполните пропуски в тексте. 

11.5. На рисунках приведены примеры различных жизненных ситуаций. В каждом случае опишите, какие происходят превращения энергии (или передача энергии).


11.6. В стальную кастрюлю массой 400 г при начальной температуре 20°С наливают воду массой 1 кг при температуре 10°С. Какое количество теплоты необходимо передать кастрюле с водой, чтобы нагреть в ней воду до 100°С?

12.1. Дополните схему названиями агрегатных состояний вещества, находясь в которых, тело обладает указанными свойствами.


12.2. Закончите фразу, вычеркнув из выделенных слов не подходящие по смыслу. 


12.3. Известно, что при нагревании стального шарика его объем увеличивается. Отметьте галочкой все пункты, характеризующие причину этого явления.

12.4. На трех рисунках схематично изображены различные агрегатные состояния одного и того же вещества. Под каждым рисунком напишите, в каком агрегатном состоянии находится вещество.


12.5. Ответьте на вопросы, заполнив пустые клетки таблицы подходящим по смыслу словом «да» или «нет».


12.6. В калориметр наливают 100 г подсолнечного масла при температуре 20°С. Затем в масло бросают разогретую до 200°С медную деталь массой 50 г. Какая температура масла установится в калориметре? Ответ округлите до целых.


12.7. Какую массу каменного угля необходимо сжечь в печи, чтобы довести 100 л воды до кипения? Начальная температура воды 20°С. Считать, что на нагревание воды идет 40% всей выделившейся энергии. Ответ выразите в граммах и запишите в таблицу.

13.1. На каждой температурной шкале закрасьте синим цветом участок, соответствующий интервалу температур, при которых указанное вещество находится в твердом состоянии. Для выполнения задания используйте таблицу 3 учебника.


13.2. Для каждого вещества, показанного в таблице:

 

а) определите по таблице 3 учебника температуру плавления и запишите в таблицу;
б) на температурной шкале определите удобную цену деления, около штрихов напишите соответствующие температуры; отметьте точками и температуру плавления, и заданную температуру вещества;

в) сделайте вывод, в каком агрегатном состоянии находится вещество при указанной температуре, и запишите ответ в соответствующую ячейку таблицы.


13.3. Подчеркните названия тех веществ, которые сохранятся в твердом состоянии, если их опустить в расплавленную сталь.

13.4. Какова самая низкая температура, при которой можно использовать:

14.1. На рисунке представлен график зависимости температуры вещества от времени и нанесены стрелки, схематически показывающие направление передачи количества теплоты.


14.2. Заполните таблицу согласно данным, представленным на графике (см. задание 14.1). Для ответов используйте знаки: «» (не меняется), «» (возрастает), «» (убывает». Заполняйте таблицу, последовательно отвечая на вопросы.


14.3. Лед массой 500 г нагрели от -20°С до температуры плавления. Какое количество теплоты было при этом передано льду? Описанный процесс соответствует участку АВ графика в задании 14.1.


14.4. Какое количество теплоты необходимо передать льду массой 500 г, чтобы его температура уменьшилась от 0 до -30°С? Описанный процесс соответствует участку FS графика в задании 14.1.


14.5. Какое количество теплоты необходимо передать воде массой 500 г, чтобы ее нагреть от 0 до 20°С? Описанный процесс соответствует участку CD графика в задании 14.1.


14.6. Какое количество теплоты передает вода массой 500 г при охлаждении от 20 до 0°С? Описанный процесс соответствует участку DE графика в задании 14.1.


14.7. По графику зависимости температуры от времени определите:


15.1. Заполните пропуски в тексте.

15.2. На рисунке представлен график зависимости температуры вещества от времени.

б) Обведите синим цветом участки графика, соответствующие твердому состоянию вещества; зеленым – соответствующие жидкому состоянию; синим и зеленым – область, где вещество находится одновременно в двух агрегатных состояниях.

в) На всех участках графика стрелками укажите, получает или отдает вещество количество теплоты.

15.3. Оловянную деталь массой 0,2 кг вначале нагрели до температуры плавления, а затем полностью расплавили. Какое при этом количество теплоты потребовалось? Описанный процесс соответствует участкам LM и MN графика в задании 15.2. Воспользуйтесь графиком и таблицей 4 учебника для получения недостающих данных.


15.4. Медный брусок массой 0,4 кг нагрели от 20°С до температуры плавления и затем полностью расплавили. Какое количество теплоты было передано при этом бруску?


15.5. Оловянный брусок массой 0,2 кг нагрели от 150 до 290°С. Какое количество теплоты было при этом передано бруску? Описанный процесс соответствует участкам LM, MN и NO графика в задании 15.2. При решении задачи можно воспользоваться результатами выполнения задания 15.2. Удельная теплоемкость твердого олова со.тв = 230 Дж/(кг•°С), жидкого олова со.ж = 270 Дж/(кг•°С).


15.6. Расплавленное олово массой 100 г залили в форму при температуре 232°С. В результате охлаждения произошло отвердевание олова. Какое количество теплоты было передано оловом окружающей среде к моменту его охлаждения до 190°С. Описанный процесс соответствует участкам PR и RS графика в задании 15.2.

16.1. Одинаковое количество воды налито в различные сосуды. В каждой паре сосудов выберите тот, в котором испарение воды происходит более интенсивно. Кратко обоснуйте свой выбор.


16.2. Заполните пропуски в тексте.

16.3. На рисунках схематически показано соотношение числа молекул жидкости, покидающих ее поверхность и возвращающихся из окружающей среды обратно в жидкость. Для каждого случая ответьте на вопросы. Существует ли динамическое равновесие между паром и жидкостью? Можно ли считать пар насыщенным? Ответы обоснуйте.


16.4. В теплоизолированном сосуде 200 г холодной воды, взятой при температуре 0°С, смешивают с 600 г горячей воды, взятой пр температуре 80°С. Какая температура установится в сосуде в результате теплообмена? Потерями энергии можно пренебречь.

17.1. Заполните пропуски в тексте.

17.2. Стрелками укажите, с каким явлением – испарением или конденсацией жидкости – связано каждое из описанных явлений.

 

17.3. В соответствующих местах на рисунке отметьте буквами К и И, где происходит конденсация водяных паров и испарение. Укажите причину каждого явления.

17.4. В каждый сосуд (см. рис.) налили воду комнатной температуры. Вначале термометры, опущенные в сосуды, показывали температуру 20°С. Через некоторое время показания термометров стали различными. Отметьте на рисунках примерные показания термометров. Поясните свой ответ.

18.1. Заполните пропуски в тексте.

18.2. Во время кипения в воде образуются пузырьки. Ответьте на вопросы.

18.3. На каждой температурной шкале закрасьте синим цветом участки температур, при которых указанное вещество находится в твердом состоянии. Штриховкой покажите участок температур, при которых вещество находится в жидком состоянии; участок температур, при которых вещество находится в газообразном состоянии, отметьте точками. Для выполнения задания используйте таблицы 3 и 5 учебника.

18.4. На рисунке представлен график зависимости температуры вещества от времени при его равномерном нагревании. Известно, что вначале вещество находилось в твердом состоянии.


19.1. а) Закончите фразу.

19.2. а) Закончите предложения.

19.3. а) Заполните пропуски в тексте.

19.4. Каким образом можно довести до состояния насыщения водяной пар в воздухе, если начальная температура воздуха равна 14°С, а плотность водяного пара в нем составляет 5,2 г/см3?

19.5. По психрометрической таблице (с. 223 – 224 учебника) определите:

20.1. В двух одинаковых кастрюлях налито одинаковое количество воды. Одну кастрюлю ставят на огонь, и вода в ней кипит, другая кастрюля при этом стоит на столе. В каком случае вода из кастрюли испарится быстрее и почему?

20.2. Заполните пропуски в тексте.


20.3. а) Рассчитайте количество теплоты, которое необходимо передать воде массой 100 г, чтобы превратить ее в пар при температуре 100°С.




20.4. Заполните таблицу.


20.5. На рисунке приведен график зависимости температуры воды от времени ее равномерного нагревания.

20.6. 1) На рисунке к задаче 20.5 изобразите график, соответствующий процессам:
а) конденсации водяного пара при 100°С;
б) охлаждению воды от 100 до 0°С;
в) кристаллизации воды при 0°С;
г) охлаждению льда от 0 до -40°С.

2) Напишите над каждым участком графика, какое количество теплоты выделяется веществом массой 500 г. 

21.1. Вставьте в текст пропущенные слова.

21.2. а) Рассмотрите рисунок и ответьте на вопросы.

21.3

21.4

21.5
22.1.
22.2. б) Покажите на рисунке стрелками, откуда в цилиндр двигателя попадает горючая смесь, а куда выбрасываются отработанные газы.

в) Определите, какой такт работы двигателя изображен на рисунке.

22.3. На рисунке представлена схема работы четырехтактного двигателя внутреннего сгорания.

23.1. Дополните схему названиями известных вам видов тепловых двигателей.


23.2. Вставьте в текст пропущенные слова и цифры.


23.3. На рисунке схематично представлен принцип работы паровой турбины.

23.4.

24.1. Заполните пропуски в тексте.

24.2. 

24.3. Трактор двигался с постоянной скоростью, развивая мощность N = 60 кВт. При этом за t = 15 мин работы им было истрачено m = 4 кг топлива. Удельная теплота сгорания топлива составляет q = 43000 кДж/кг. Определите КПД теплового двигателя трактора (в % с точностью до целых).

24.4. Снегоход, двигаясь равномерно, развивает мощность 18 кВт, сжигая при этом за четверть часа 2 кг топлива. Удельная теплота сгорания топлива 42000 кДж/кг. Определите КПД теплового двигателя снегохода. Ответ (в %) округлите до целых.


24.5. Мотоцикл, двигаясь равномерно, развивает мощность 13 кВт, сжигая за каждые 10 мин 400 г бензина. Определите КПД двигателя внутреннего сгорания мотоцикла (в %). Ответ округлите до целых. Недостающие данные найдите в таблице 2 учебника.

24.6. Представьте в виде диаграммы значения КПД тепловых двигателей трактора, снегохода и мотоцикла, полученные при решении задач 24.3 – 24.5.