4.02 Тепловые явления

Внутренняя энергия прямо пропорциональна температуре. Температура тел может быть изменена двумя путями: совершением механической работы (например, трение двух тел) или нагреванием посредством теплопередачи.
В данном опыте совершают работу над трубкой. За счёт трения веревки о трубку - она нагревается.
А - теплопередачей;
Б - увеличивается;
В - нагревается и закипает;
Г - внутренняя энергия.

Физический смысл плотности — это мера того, насколько сильно вещество "сжато"в данном объеме, или, иными словами, количество массы, заключенное в единице объема.
При нагревании тел молекулы начинают двигаться быстрее и хаотичнее, что приводит к тому, что расстояние между ними становится больше, поэтому молекулы начинают не так "плотно"занимать объём. Формульно этот факт характеризуется уменьшением плотности вещества.
А - тепловое расширение;
Б - скорости теплового движения;
В - увеличивается;
Г - не изменяется.

Явление уменьшения объёма тела при его охлаждении называется тепловое сжатие.
Как известно скорость теплового движения зависит прямо пропорционально от температуры.
Физический смысл плотности — это мера того, насколько сильно вещество "сжато"в данном объеме, или, иными словами, количество массы, заключенное в единице объема.
При нагревании тел молекулы начинают двигаться быстрее и хаотичнее, что приводит к тому, что расстояние между ними становится больше, поэтому молекулы начинают не так "плотно"занимать объём. Формульно этот факт характеризуется уменьшением плотности вещества.
А - теплового сжатия;
Б - скорости теплового движения;
В - уменьшается;
Г - увеличивается.

Потенциальная энергия вычисляется по формуле

где - масса тела;
- высота тела.
При соударении тел происходит переход механической энергии тела во внутреннюю энергию, которое, чаще всего, характеризуется его нагревом. Внутренняя энергия — это физическая величина, которая описывает энергию всех частиц внутри тела или системы. Она связана с движением и взаимодействием молекул и атомов, из которых состоит вещество.
Поэтому при изменении внутренней энергии в каком-то соотношении изменяется взаимное расположением частиц тела и их характер движения.
Также известно, что скорость теплового движения частиц тела зависит прямо пропорционально от температуры.
А - деформировались;
Б - потенциальная;
В - кинетическая;
Г - внутренняя энергия.

Потенциальная энергия вычисляется по формуле

где - масса тела;
- высота тела.
Кинетическая энергия вычисляется по формуле

где - масса тела;
- скорость тела.
При соударении тел происходит переход механической энергии тела во внутреннюю энергию, которое, чаще всего, характеризуется его нагревом. Внутренняя энергия — это физическая величина, которая описывает энергию всех частиц внутри тела или системы. Она связана с движением и взаимодействием молекул и атомов, из которых состоит вещество.
Поэтому при изменении внутренней энергии в каком-то соотношении изменяется взаимное расположением частиц тела и их характер движения.
Также известно, что скорость теплового движения частиц тела зависит прямо пропорционально от температуры. А, следовательно, при изменении скорости теплового движения частиц изменяется в ту же сторону кинетическая энергия.
А - внутреннюю;
Б - потенциальная;
В - повысилась;
Г - кинетическая.

Потенциальная энергия вычисляется по формуле

где - масса тела;
- высота тела.
Кинетическая энергия вычисляется по формуле

где - масса тела;
- скорость тела.
При соударении тел происходит переход механической энергии тела во внутреннюю энергию, которое, чаще всего, характеризуется его нагревом. Внутренняя энергия — это физическая величина, которая описывает энергию всех частиц внутри тела или системы. Она связана с движением и взаимодействием молекул и атомов, из которых состоит вещество.
Поэтому при изменении внутренней энергии в каком-то соотношении изменяется взаимное расположением частиц тела и их характер движения.
Также известно, что скорость теплового движения частиц тела зависит прямо пропорционально от температуры. А, следовательно, при изменении скорости теплового движения частиц изменяется в ту же сторону кинетическая энергия.
А - механическая;
Б - внутреннюю;
В - повысилась;
Г - кинетическая.

Потенциальная энергия вычисляется по формуле

где - масса тела;
- высота тела.
Кинетическая энергия вычисляется по формуле

где - масса тела;
- скорость тела.
При падении тела, без учета сил сопротивления, по закону сохранения энергии механическая энергия тела остается постоянной в каждой точке траектории

Поэтому при падении тела (уменьшении ) потенциальная энергия уменьшается, а кинетическая энергия увеличивается (увеличивается ).
При соударении тел происходит переход механической энергии тела во внутреннюю энергию, которое, чаще всего, характеризуется его нагревом. Внутренняя энергия — это физическая величина, которая описывает энергию всех частиц внутри тела или системы. Она связана с движением и взаимодействием молекул и атомов, из которых состоит вещество.
Поэтому при изменении внутренней энергии в каком-то соотношении изменяется взаимное расположением частиц тела и их характер движения.
Также известно, что скорость теплового движения частиц тела зависит прямо пропорционально от температуры. А, следовательно, при изменении скорости теплового движения частиц изменяется в ту же сторону кинетическая энергия.
А - кинетическая;
Б - потенциальная;
В - внутреннюю;
Г - увеличивается.

Шарик сдувается, потому что воздух внутри охлаждается и сжимается. Тепло передаётся от более тёплого тела к более холодному. Если шарик сдувается, значит, воздух в бутылке теряет тепловую энергию. Следовательно, вода должна иметь более низкую температуру, чем первоначальная температура бутылки и воздуха внутри.
При охлаждении газа кинетическая энергия его молекул уменьшается. Поскольку температура уменьшается, то частицы бьются о стенки с меньшей силой и частота их ударов уменьшается, поэтому давление воздуха внутри бутылки уменьшается.Шарик перестанет сжиматься, когда давление воздуха внутри него сравняется с атмосферным давлением снаружи.
А - низкую;
Б - давление;
В - уменьшаются;
Г - равным.

Шарик надувается, потому что воздух внутри нагревается и расширяется. Тепло передаётся от более тёплого тела к более холодному. Если шарик надувается, значит, воздух в бутылке получает тепловую энергию. Следовательно, вода должна иметь более высокую температуру, чем первоначальная температура бутылки и воздуха внутри.
При нагревании газа кинетическая энергия его молекул увеличивается. Поскольку температура увеличивается, то частицы бьются о стенки с большей силой и частота их ударов увеличивается, поэтому давление воздуха внутри бутылки увеличивается. Шарик перестанет надуваться, когда давление воздуха внутри него сравняется с атмосферным давлением снаружи.
А - горячей;
Б - нагревании;
В - давление;
Г - равным.

При охлаждении тела (шарика) его размеры уменьшаются. Это явление называется тепловое сжатие.
При охлаждении тела средняя кинетическая энергия его частиц уменьшается, что означает уменьшение скорости их теплового движения. Это приводит к уменьшению амплитуды колебаний частиц и, как следствие, к уменьшению расстояний между ними.
Масса тела — это мера его инертности и количества вещества. Она не зависит от температуры и при охлаждении остаётся постоянной.
При охлаждении частицы вещества начинают двигаться менее интенсивно, что позволяет силам межмолекулярного притяжения сильнее стянуть их друг к другу. В результате расстояние между частицами уменьшается, и объём тела уменьшается. Именно поэтому остывший шарик проскальзывает через кольцо.
А - теплового сжатия;
Б - скорости теплового движения;
В - не изменяется;
Г - уменьшается.

При нагревании тела (шарика) его размеры увеличиваются. Это явление называется тепловое расширение.
При нагревании тела средняя кинетическая энергия его частиц увеличивается, что означает увеличение скорости их теплового движения. Это приводит к увеличению амплитуды колебаний частиц и, как следствие, к увеличению расстояний между ними.
Масса тела — это мера его инертности и количества вещества. Она не зависит от температуры и при охлаждении остаётся постоянной.
При нагревании частицы вещества начинают двигаться более интенсивно, что позволяет силам межмолекулярного притяжения слабее стягивать их друг к другу. В результате расстояние между частицами увеличивается, и объём тела увеличивается. Именно поэтому нагретый шарик не проскальзывает через кольцо.
А - тепловое расширение;
Б - скорости теплового движения;
В - не изменяется;
Г - увеличивается.

Охлаждение происходит быстрее, когда лёд кладут сверху, на перевёрнутую крышку. Это связано с тем, что в жидкости основным механизмом теплопередачи является конвекция.
При охлаждении сверху верхние слои жидкости становятся более плотными и опускаются вниз, вытесняя более тёплые и менее плотные слои вверх, где они в свою очередь охлаждаются. Таким образом, возникает непрерывная конвекция (естественная конвекция), которая обеспечивает быстрое и эффективное охлаждение всей жидкости.
При охлаждении плотность жидкости увеличивается. Поэтому охлаждённые слои жидкости имеют большую плотность по сравнению с тёплыми.
Поскольку охлаждённые слои жидкости становятся более плотными и тяжелыми, чем тёплые, на них действует большая сила тяжести. Согласно закону Архимеда, они будут опускаться вниз. А - во второй;
Б - конвекции;
В - больше;
Г - опускаться.

В первом случае, когда лёд кладут под дно, охлаждение происходит медленнее. Холодные слои жидкости образуются внизу, но они имеют большую плотность и остаются там, не перемешиваясь с верхними тёплыми слоями. Тепло передаётся вверх только за счёт медленного процесса теплопроводности.
Поскольку конвекции практически не происходит (холодная плотная жидкость остаётся внизу), основной механизм передачи тепла от тёплых верхних слоёв к холодным нижним — это теплопроводность. Жидкости (кроме металлов) имеют низкую теплопроводность, поэтому процесс идёт медленно.
Охлаждённые слои жидкости имеют большую плотность по сравнению с тёплыми слоями.
Так как охлаждённые слои более плотные и тяжёлые, они не могут подняться вверх и остаются внизу. Это предотвращает конвекцию и замедляет общее охлаждение.
А - медленнее;
Б - теплопроводности;
В - больше;
Г - оставаться внизу.

Процесс передачи тепла от одного слоя среды к другому называется теплопередачей. Она может осуществляться тремя способами: конвекцией, теплопроводностью и излучением.
При нагревании вода расширяется, её плотность уменьшается. Поэтому тёплые слои воды имеют меньшую плотность, чем холодные.
Конвекция — это перенос тепла потоками жидкости или газа. В данном случае тёплые слои воды (с меньшей плотностью) находятся сверху, а холодные (с большей плотностью) — снизу. Такое распределение является устойчивым: тёплая вода не опускается, а холодная не поднимается. Поэтому конвекция не происходит.
Поскольку конвекция отсутствует, тепло передаётся от верхних слоёв к нижним только за счёт теплопроводности.
А - теплопередачи;
Б - меньшую;
В - конвекция;
Г - теплопроводности.

Два способа изменения внутренней энергии: совершение работы и теплопередача (процесс изменения внутренней энергии без совершения работы, за счет передачи тепла от одного тела к другому).
Если тело само совершает работу (например, расширяется), то его внутренняя энергия уменьшается, так как оно тратит часть своей энергии на совершение работы.
Появление тумана означает, что водяной пар сконденсировался. Конденсация происходит при понижении температуры. Воздух в сосуде после расширения охладился.
Когда пробка вылетает, сжатый воздух быстро расширяется и совершает работу по выталкиванию пробки. На совершение этой работы он тратит часть своей внутренней энергии, что приводит к его охлаждению.
А - теплопередачей;
Б - уменьшается;
В - понизилась;
Г - совершает работу.

Шерстяной шарф замедляет прогрев воды, так как он плохо проводит тепло. Поэтому температура воды в банке с шарфом будет ниже, чем в банке без него.
Шерсть, мех, пух имеют структуру, которая содержит много воздуха. Воздух — это плохой проводник тепла. Поэтому такие материалы являются теплоизоляторами.
Поскольку шерсть — плохой проводник тепла, она замедляет процесс теплопередачи от тёплого воздуха помещения к холодной воде в банке.
Стекло проводит тепло значительно лучше, чем шерсть (хотя и хуже, чем металлы). Поэтому оно является хорошим проводником тепла по сравнению с шерстяным шарфом. В банке без шарфа тепло быстрее передаётся от воздуха к воде, и она нагревается быстрее.
А - ниже;
Б - плохим проводником тепла;
В - замедляют;
Г - хорошим проводником тепла.

Шерстяной шарф замедляет остывание воды, так как он плохо проводит тепло. Поэтому температура воды в банке с шарфом будет более высокая, чем в банке без него.
Шерсть, мех, пух имеют структуру, которая содержит много воздуха. Воздух — это плохой проводник тепла. Поэтому такие материалы являются теплоизоляторами.
Поскольку шерсть — плохой проводник тепла, она замедляет процесс теплопередачи от тёплой воды к холодному воздуху помещения.
Стекло проводит тепло значительно лучше, чем шерсть (хотя и хуже, чем металлы). Поэтому оно является хорошим проводником тепла по сравнению с шерстяным шарфом. В банке без шарфа тепло быстрее передаётся от воды к воздуху, и она остывает быстрее.
А - высокая;
Б - плохим проводником тепла;
В - замедляют;
Г - хорошим проводником тепла.