Решение физических задач по теме "Изменение агрегатных состояний вещества" - Стародубов С. В. (поурочное планирование) - Барнаул 2002
←
→
Транскрипция содержимого страницы
Если ваш браузер не отображает страницу правильно, пожалуйста, читайте содержимое страницы ниже
Министерство образования Российской Федерации
Барнаульский государственный педагогический университет
Стародубов С. В.
Решение физических задач по теме
“Изменение агрегатных состояний вещества”
(поурочное планирование)
Барнаул 2002Научный руководитель:
Скулов П. В. – старший преподаватель методики препода-
вания физики, БГПУ
Стародубов С.В.
Решение физических задач по теме “Изменение агре-
гатных состояний вещества”: поурочное планирование. Посо-
бие для учителя. – 1-е изд., - Барнаул: Общ. №3, к. 436, 2002. – 64
с., ил
Дидактическое пособие для учителей построено по принципу поуроч-
ного планирования темы 8 класса “Изменение агрегатных состояний вещест-
ва” к учебнику А.В. Перышкина "Физика. 8 класс".
Это пособие содержит задачи различных видов (количественные, каче-
ственные, графические), которые можно предлагать ученикам для решения
как в индивидуальном порядке (карточки), так и в целом классу (например,
качественную задачу для решения совместно).
© Стародубов С.В. 2001-2002 г.Содержание
Для заметок
Вместо введения .............................................................................. 4
Урок 1 Агрегатные состояния вещества. Плавления и
отвердевания кристаллических тел. График плавления
и отвердевания ................................................................................ 5
Урок 2 Удельная теплота плавления ........................................ 12
Урок 3 Решение задач. Кратковременная контрольная
работа ............................................................................................. 22
Урок 4 Испарение. Поглощение энергии при испарении
жидкости и выделение ее при конденсации пара ................... 24
Урок 5 Кипение. Удельная теплота парообразования
и конденсации ................................................................................ 32
Урок 6 Решение задач .................................................................. 39
Урок 7 Работа газа и пара при расширении. Двигатель
внутреннего сгорания .................................................................. 40
Урок 8 Паровая турбина. КПД теплового двигателя ............ 41
Урок 9 Решение задач. Подготовка к контрольной
работе .............................................................................................. 43
Урок 10 Контрольная работа ..................................................... 44
Таблицы ......................................................................................... 45
Ответы ............................................................................................ 48
Литература ..................................................................................... 60
62физмы по физике”. М., “Просвещение”, 1971.
14. Тульчинский М.Е. Качественные задачи по физике в 6 –7
классах. – М.: Просвещение, 1976.
Вместо введения 15. Усова А.В., Вологодская З.А. Дидактический материал по
физике: 6 – 7 кл. Пособие для учителя. – М.: Просвещение,
Была поздняя осень. Как и всегда утром Иван Иванович, 1983.
прежде чем идти на работу решил позавтракать. Он прошел в 16. Физика в школе, №5, 1997 г., М.С. Красин
кухню поставил на электроплиту чайник и пошел в ванную умы- 17. Я познаю мир: Дет. энцикл.: Физика/Сост., худож. А.А. Лео-
ваться. нович; Под общ. ред. О.Г. Хинн. – М.: ООО "Фирма "Изда-
Идя по коридору, он заметил, что на улице почему-то свет- тельство АСТ", 1998. – 480 с.
лее, чем было вчера утром. Он подошел к окну и увидел, что на
улице было все покрыто белым снегом. А там где еще вчера ве-
чером была лужа, сейчас была гладкая блестящая поверхность.
"Вот и наступила зима... Уже и лужи покрылись коркой
льда," – подумал Иван Иванович.
...Он бы еще долго любовался первым снегом как вспомнил
что у него на плите стоит чайник. Он побежал на кухню и увидел
здесь следующую картину – из носика чайника бил струей густой
водяной пар.
"Интересно!" – подумал Иван Иванович, - "Вчера была лу-
жа, теперь – лед, была вода – стал пар!"
Неужели одно и то же вещество может находиться в разных
состояниях: твердом, жидком и газообразном? Подробнее об
этом далее...
4 61Литература Урок 1
Агрегатные состояния вещества. Плавление и от-
1. Аганов А.В., Сафиуллин Р.К., Скворцов А.И., Таюрский Д.А. вердевание кристаллических тел. График плавле-
Физика вокруг нас: Качественные задачи по физике. Изд. 3-е, ния и отвердевания.
испр.- М.: Дом педагогики, 1998. – 336 с.: ил.
2. Гладкова Р.А., Добронравов В.Е. и др. “Сборник задач и во- Основной материал. Агрегатные состояния вещества. Располо-
просов по физике для средних специальных учебных заведе- жение, характер движения и взаимодействия молекул в разных агре-
ний”. Под ред. Р.А. Гладковой. – 6-е изд., испр. – М.: Наука. гатных состояниях. Кристаллические тела. Плавление и кристаллиза-
Главная редакция физико-математ. Лит-ры, 1983. ция. Температура плавления. График плавления и отвердевания кри-
3. Гольдфарб Н.И. “Сборник задач и вопросов по физике”. Изд. сталлических тел (на примере льда).
3-е перераб. и доп. Учебное пособие для поступающих во
втузы. М., “Высшая школа”, 1973. Демонстрации. 1. Модель кристаллической решетки. 2. Плавле-
4. Гутник Е.М., Рыбакова Е.В., Шаронина Е.В. Физика. 8 кл.: ние и отвердевания кристаллических тел (на примере льда).
Поурочное и тематическое планирование к учебнику А.В.
Перышкина "Физика. 8 класс"/ Под ред. Е.М. Гутник. – М.: Решение задач.
Дрофа, 2001. – 96 с.: ил.
5. Лукашик В.И. “Сборник задач по физике”: Для 7 – 8 кл. об- Тест №1
щеобразоват. учреждений. – 9-е изд. – М.: 1998. Плавление и отвердевание кристаллических тел
6. Лукашик В.И. Сборник вопросов и задач по физике для 6 –7 (работа с таблицами).
классов средней школы. – М.: Просвещение, 1988. Вариант I
7. Марон А.Е., Марон Е.А. "Контрольные тесты по физике 7, 8, I. Свинец плавиться при температуре 327 0С. Что можно ска-
9 классы", - М.: Просвещение, 2001, - 79 с. зать о температуре отвердевания свинца?
8. Пайкес В.Г., Ерюткин Е.С., Ерюткина С.Г. Дидактические 1.Она равна 327 0С.
материалы по физике. 8 класс: Самостоятельные, контроль- 2.Она ниже температуры плавления.
ные, домашние практические работы. Доклады. Эксперимен- 3.Она выше температуры плавления.
тальные задачи. – М.: АРКТИ, 2000. – 104 с.: илл. II. При какой температуре ртуть приобретает кристаллическое
9. Пеннер Д.И., Худайбердиев А. Программированные задания строение?
по физике для 6-7 классов средней школы: Дидакт. Материал. 1. 420 0С. 2. -39 0С. 3. 1300 – 1500 0С.
Пособие для учителя. – 2-е изд., перераб. – М.: Просвещение, 4. 0 0С. 5. 327 0С.
1985. – 144 с., ил. III. В Земле на глубине 100 км температура около 1000 0С. Ка-
10. Перышкин А.В., Родина Н.А. Физика: Учеб. для 8 кл. сред. кой из металлов: цинк, олово или железо – находится там в
шк. – 11-е изд. – М.: Просвещение, 1991. нерасплавленном состоянии?
11. Постников А.В. Проверка знаний учащихся по физике: 6-7 кл. 1. Цинк. 2. Олово. 3. Железо.
Дидакт. материал. Пособие для учителя. – 2-е изд., перераб. – IV. Газ, выходящий из сопла реактивного самолета, имеет тем-
М.: Просвещение, 1986. – 208 с., ил. пературу 500 – 700 0С. Можно ли сопло изготовлять из
12. Рымкевич А.П. Сборник задач по физике для 8 – 10 классов алюминия?
средней школы. – М.: Просвещение, 1987. 1. Можно. 2. Нельзя.
13. Тульчинский М.Е. “Занимательные задачи-парадоксы и со-
60 5Вариант II Вариант 8 2. 1,1 кДж. 3. 0,587 кг.
I. При плавлении кристаллического вещества его температура Вариант 9 2. 11 кДж. 3. 35,3 0С.
... Вариант 10 2. 670 Дж. 3. 47,4 0С.
1. не изменяется. 2. увеличивается. 3. уменьшается. Вариант 11 2. 1,15·105 Дж. 3. 48 г, 15 г.
II. При какой температуре цинк может быть в твердом и жид- Вариант 12 2. 580 Дж. 3. 10 г.
ком состоянии?
1. 420 0С. 2. -39 0С. 3. 1300 – 1500 0С.
4. 0 0С. 5. 327 0С.
III. Какой из металлов: цинк, олово или железо – расплавится
при температуре плавления меди?
1. Цинк. 2. Олово. 3. Железо.
IV. Температура наружной поверхности ракеты во время поле-
та повышается до 1500 – 2000 0С. Какие металлы пригодны
для изготовления наружной обшивки ракет?
1. Сталь. 2. Осмий. 3. Вольфрам.
4. Серебро. 5. Медь.
Вариант III
I. Алюминий отвердевает при температуре 660 0С. Что можно
сказать о температуре плавления алюминия?
1.Она равна 660 0С.
2.Она выше температуры отвердевания.
3.Она ниже температуры отвердевания.
II. При какой температуре разрушается кристаллическое
строение стали?
1. 420 0С. 2. -39 0С. 3. 1300 – 1500 0С.
4. 0 0С. 5. 327 0С.
III. На поверхности Луны ночью температура опускается до -
170 0С. Можно ли измерять такую температуру ртутным и
спиртовым термометрами?
1. Нельзя. 2. Можно спиртовым термометром.
3. Можно ртутным термометром.
4. Можно как ртутным, так и спиртовым термометром.
IV. Какой металл, находясь в расплавленном состоянии, может
заморозить воду?
1. Сталь. 2. Цинк. 3. Вольфрам.
4. Серебро. 5. Ртуть.
6 59Количественные: Вариант IV
1. 25 %. 2. 3 кВт. 3. 10 г. I. При кристаллизации (отвердевании) расплавленного веще-
4. 37 %. 5. 2 МДж. 6. 20 %. ства его температура ...
10
7. 1,36·10 Дж. 8. 9 кВт. 9. 30 %. 1. не изменяется. 2. увеличивается. 3. уменьшается.
10. 805,4 кг. 11. 30 %. 12. 23,3 %. II. Наиболее низкая температура воздуха -88,3 0С была зареги-
13. 95,5 %. 14. 30 %. стрирована в 1960 г. в Антарктиде на научной станции
"Восток". Каким термометром можно пользоваться в этом
Урок 10 Контрольная работа месте Земли?
Контрольная работа №3.1 1. Ртутным. 2. Спиртовым.
Вариант 1 3. Можно ртутным и спиртовым термометрами.
I II III 4. Нельзя пользоваться ни ртутным, ни спиртовым термо-
1.9,75 МДж 4. 17,75 МДж 7. 99 кг метрами.
2.40 кДж 5. 14 кг 8. 38 кДж III. Можно ли в алюминиевой посуде расплавить медь?
3.2 т 6. 1,73·105 кДж 1. Можно. 2. Нельзя.
Вариант 2 IV. У какого металла кристаллическая решетка разрушается
I II III при самой высокой температуре?
1. 14,4 кДж 4.27,4 кДж 7.18 0С 1. У стали. 2. У меди. 3. У вольфрама.
2. 0,2 кг 5.5,54·107 Дж 8.44 кг 4. У платины. 5. У осмия.
3. 0,4 МДж 6.205 кДж
Вариант 3 Тест №2
I II III Плавления и отвердевания кристаллических тел
1.5 кДж 4. В 9,2 раза 7. 42,1 кДж (работа с графиками)
2.4,6 МДж 5. 932 кДж 8. 2,3 кг Вариант I
3.13 МДж 6. 3,25 кДж На рисунке изображен график нагревания и плавления кри-
Вариант 4 сталлического тела.
0
I II III С
1. 4 кДж 4.525 кДж 7.31,4 кг
2. 100 г 5.9175 Дж 8.2,7 кг
1200 D
B
3. 7·109 Дж 6.89,25 МДж
C
Контрольная работа №3.2
600
Вариант 1 2. 3.
Вариант 2 2. 25 Дж. 3. 2264 кДж.
Вариант 3 2. 25 Дж 3. 0,5 кг.
Вариант 4 2. 590 Дж. 3. 1,36·1010 Дж. А
Вариант 5 2. 1 кДж. 3. 2 МДж. 0 3 6 9 12 мин
Вариант 6 2. 670 Дж. 3. 1 г.
I. Какая температура тела была при первом наблюдении?
Вариант 7 2. 1,15·105 Дж. 3. 9,8·106 Дж/кг.
58 71. 300 0С. 2. 600 0С. 3. 100 0С. 6. Величина опережения зависит от скорости вращения колен-
4. 50 0С. 5. 550 0С. чатого вала: при большей скорости необходимо и большее
II. Какой процесс на графике характеризует отрезок AB? опережение. Кроме того, величина опережения (измеряемая в
1. Нагревание. 2. Охлаждение. угловых градусах) зависит от скорости сгорания: при богатой
3. Плавление. 4. Отвердевание. горючей смеси, сгорающей с большей скоростью, опережение
III. Какой процесс на графике характеризует отрезок BС? должно быть меньшим.
1. Нагревание. 2. Охлаждение. 7. Плавность вращения вала обеспечивается, во-первых, нали-
3. Плавление. 4. Отвердевание. чием маховика в двигателе, во-вторых, наличием нескольких
IV. При какой температуре начался процесс плавления? цилиндров в двигателе (4, 6 и более), работающих по очере-
1. 50 0С. 2. 100 0С. 3. 600 0С. ди.
4. 1200 0С. 5. 1000 0С.
V. Какое время тело плавилось? Урок 8 Паровая турбина. КПД теплового двигателя
1. 8 мин. 2. 4 мин. 3. 12 мин. Качественные:
4. 16 мин. 5. 7 мин. 1. Чтобы улучшить теплопроводность стенок котла и этим под-
VI. Изменялась ли температура тела во время плавления? нять его КПД.
1. Увеличивалась. 2. Уменьшалась. 3. Не изменялась. 2. Перегрев пара исключает конденсацию его в паропроводах,
VII. Какой процесс на графике характеризует отрезок CD? что увеличивает КПД.
1. Нагревание. 2. Охлаждение. 3. С ростом температуры уменьшается плотность воздуха, а
3. Плавление. 4. Отвердевание. значит, и массовый расход воздуха, поступающего в двига-
VIII. Какую температуру имело тело в последнее наблюдение? тель.
1. 50 0С. 2. 500 0С. 3. 550 0С. 4. У двигателей внутреннего сгорания достигается более высо-
4. 40 0С. 5. 1100 0С. кая температура рабочего тела.
Вариант II 5. При слишком большом опережении в двигатели возникают
На рисунке изображен график охлаждения и отвердевания стуки: расширяющиеся газы оказывают воздействие на пор-
кристаллического тела. шень раньше, чем тот оказался в верхней мертвой точке. При
0
С слишком позднем (малом) опережении зажигания горючая
смесь не будет успевать сгорать полностью и будет выбра-
600 D сываться в глушитель вместе с отработанными газами. Воз-
можны взрывы этих остатков горючей смеси в сильно нагре-
B том глушителе. В том и другом случаях КПД двигателя сни-
C жается.
300 6. Приходится совершать дополнительную работу против сил
давления отработанных газов, находящихся в глушителе.
7. В реактивном двигателе эти такты происходят одновременно,
А но в разных его частях, в двигателе же внутреннего сгорания
разновременно, по очереди, но в одном и том же месте – ци-
0 6 12 18 мин линдре. Рабочим ходом в реактивном двигателе является вы-
I. Какую температуру имело тело при первом наблюдении? пуск продуктов сгорания.
8 57образовали жидкость, которую нетрудно удалить. 1. 400 0С. 2. 110 0С. 3. 100 0С.
Тест №6 4. 50 0С. 5. 440 0С.
Вариант I. I. 2. II. 1. III. 2. IV. 5. II. Какой процесс на графике характеризует отрезок AB?
Вариант II. I. 2. II. 1. III. 5. IV. 4. 1. Нагревание. 2. Охлаждение.
Вариант III. I. 1. II. 3. III. 1. IV. 2. 3. Плавление. 4. Отвердевание.
Вариант IV. I. 2. II. 5. III. 3. IV. 1. III. Какой процесс на графике характеризует отрезок BС?
1. Нагревание. 2. Охлаждение.
Урок 7 Работа газа и пара при расширении. Двигатель внут- 3. Плавление. 4. Отвердевание.
реннего сгорания IV. При какой температуре начался процесс отвердевания?
Качественные: 1. 80 0С. 2. 350 0С. 3. 320 0С.
1. Возникают почти непреодолимые трудности с созданием хо- 4. 450 0С. 5. 1000 0С.
лодильника. V. Какое время отвердевало тело?
2. Теплота, сообщаемая телу при нагревании, увеличивает энер- 1. 8 мин. 2. 4 мин. 3. 12 мин.
гию теплового движения молекул тела, а также идет на рабо- 4. 16 мин. 5. 7 мин.
ту по преодолению сил, препятствующих тем или иным из- VI. Изменялась ли температура тела во время отвердевания?
менениям, связанным с нагреванием. Например, если нагре- 1. Увеличивалась. 2. Уменьшалась. 3. Не изменялась.
вать газ в цилиндре, закрытом неподвижным поршнем, то VII. Какой процесс на графике характеризует отрезок CD?
часть тепловой энергии пойдет на работу по поднятию порш- 1. Нагревание. 2. Охлаждение.
ня. Известно, что теплоемкость газа в этом случае больше, 3. Плавление. 4. Отвердевание.
чем газа, нагреваемого при неизменном объеме. При медлен- VIII. Какую температуру имело тело в последнее наблюдение?
ном охлаждении цилиндра с газом поршень, опускаясь, воз- 1. 10 0С. 2. 500 0С. 3. 350 0С.
вращает затраченную на его подъем энергию, и количество 4. 40 0С. 5. 1100 0С.
теплоты, выделенной газом при охлаждении, будет равно то- Вариант III
му, которое было затрачено на его нагревание. Иначе будет, На рисунке изображен график нагревания и плавления кри-
если поршень не сможет отдать газу ту работу, которую газ сталлического тела.
затратил на его перемещение. Этот случай имеет место во 0
С
всех тепловых двигателях. Здесь при охлаждении пара или
газа тепла выделяется меньше, чем было затрачено на его на- А
гревание. Недостающее тепло перешло в механическую энер- 100
гию, отдаваемую двигателем. C
3. При большом сжатии может произойти самовоспламенение B
горючей смеси еще до того, как поршень дойдет до верхней
50
"мертвой точки". D
4. Маховики служат аккумуляторами механической энергии,
которая передается им во время рабочего хода. Энергия ма-
ховика расходуется на совершение подготовительных тактов
двигателя. 0 5 10 мин
5. К двигателям внутреннего сгорания. I. Какую температуру имело тело в момент первого наблюде-
56 9ния? кипения воды, поэтому, попадая на поверхность кипящей
1. 400 0С. 2. 110 0С. 3. 100 0С. смолы, вода очень быстро испаряется, разбрызгивая при этом
4. 50 0С. 5. 440 0С. горящую смолу.
II. Какой процесс на графике характеризует отрезок AB? 15. Потому что температура кипения масла выше, чем воды.
1. Нагревание. 2. Охлаждение. 16. Слой воды, соприкасающийся с нагреваемым льдом сосуд,
3. Плавление. 4. Отвердевание. имеет наиболее высокую температуру. Кроме того, на по-
III. Какой процесс на графике характеризует отрезок BС? верхности сосуда больше центров парообразования.
1. Нагревание. 2. Охлаждение. 17. Образовавшиеся у дна сосуда пузырьки пара поднимаются
3. Плавление. 4. Отвердевание. вверх и попадают в более холодные слои воды. Здесь пар
IV. При какой температуре начался процесс плавления тела? конденсируется, пузырек "схлопывается". Массовое исчезно-
1. 80 0С. 2. 350 0С. 3. 320 0С. вение пузырьков пара создает шум.
4. 450 0С. 5. 1000 0С. 18. Капля воды быстро испаряется. Пар, расширяясь, создает в
V. Какое время тело плавилось? воздухе колебания, воспринимаемые как шипение.
1. 8 мин. 2. 4 мин. 3. 12 мин. 19. Если в воде растворены соли, температура кипения раствора
4. 16 мин. 5. 7 мин. будет выше температуры водяного пара над ним. Если вода
VI. Изменялась ли температура тела во время плавления? дистиллированная, температура пара и жидкости будут оди-
1. Увеличивалась. 2. Уменьшалась. 3. Не изменялась. наковы.
VII. Какой процесс на графике характеризует отрезок CD? 20. Перегонкой, так как точка кипения ртути ниже, чем у цинка и
1. Нагревание. 2. Охлаждение. олова.
3. Плавление. 4. Отвердевание 21. Нет, так как если температура воды уже достигла 100 0С, она
VIII. Какую температуру имело тело в последнее наблюдение? не будет повышаться, пока вся вода не превратиться в пар.
1. 10 0С. 2. 500 0С. 3. 550 0С. Необходимо только, чтобы подводимого тепла было доста-
4. 40 0С. 5. 1100 0С. точно для поддержания кипения и компенсации потерь тепла.
Вариант IV 22. Без дырочки в крышке пар может выгнать воду через носик
На рисунке изображен график охлаждения и отвердевания кри- чайника.
сталлического тела. 23. Осенью холодные слои воздуха ближе к земной поверхности,
0
С чем летом. Поэтому в них происходит конденсация водяных
паров, образуются облака.
А 24. Роса образуется при охлаждении земной поверхности. Облака
400 препятствуют такому охлаждению.
C 25. Температура кипения масла значительно выше, чем темпера-
B тура кипения воды. Поэтому при наличии воды в масле она
закипит раньше, вызывая указанные явления.
200 26. Потому что в дровах вода сначала нагревается, потом выки-
пает – шумит.
D 27. Потому что прекращается подача тепла.
28. Кипящая вода будет горячее в шахте, где давление больше.
0 10 20 мин 29. Газ можно охладить, чтобы пары воды сконденсировались и
10 55выше 1000С. I. Какую температуру имело тело при первом наблюдении?
2. Нет. Для кипения необходим подвод тепла, который может 1. 400 0С. 2. 110 0С. 3. 100 0С.
осуществиться только от более нагретого тела к менее нагре- 4. 50 0С. 5. 440 0С.
тому. II. Какой процесс на графике характеризует отрезок AB?
3. В радиаторе по сравнению с паропроводом велика охлаж- 1. Нагревание. 2. Охлаждение.
дающая поверхность. 3. Плавление. 4. Отвердевание
4. Бумага воспламеняется при температуре в несколько сот гра- III. Какой процесс на графике характеризует отрезок BС?
дусов. Пламя примуса имеет температуру свыше 15000С. но 1. Нагревание. 2. Охлаждение.
при наличии воды температура бумаги не может быть выше 3. Плавление. 4. Отвердевание
1000С. Таким образом, температура бумаги меньше, при ко- IV. При какой температуре начался процесс отвердевания?
торой она воспламеняется. 1. 80 0С. 2. 350 0С. 3. 320 0С.
5. Можно, если пакет имеет стенки, хорошо проводящие тепло. 4. 450 0С. 5. 1000 0С.
Температура упаковочного материала при наличии молока не V. Какое время отвердевало тело?
может в этом случае быть заметно выше температуры кипе- 1. 8 мин. 2. 4 мин. 3. 12 мин.
ния молока, которой недостаточно для разрушения упаковки. 4. 16 мин. 5. 7 мин.
6. Нет. Предположим, что горячая вода не смешивается с водой VI. Изменялась ли температура тела во время отвердевания?
в чайнике. Тогда нужно довести до кипения и налитую горя- 1. Увеличивалась. 2. Уменьшалась. 3. Не изменялась.
чую воду, и воду, находившуюся в чайнике. VII. Какой процесс на графике характеризует отрезок CD?
7. После выравнивания температур воды в баке и сосуде пре- 1. Нагревание. 2. Охлаждение.
кратиться передача тепла воде в сосуде. Она не закипит по- 3. Плавление. 4. Отвердевание
тому, что не будет получать необходимого для образования VIII. Какую температуру имело тело в последнее наблюдение?
пара тепла. 1. 10 0С. 2. 500 0С. 3. 550 0С.
8. Нет. 4. 40 0С. 5. 1100 0С.
9. Так как температура нужная для того, чтобы клей подгорел
значительно выше, чем температура кипения воды. Программированное задание №1
10. Сырая вода закипит быстрее, так как в кипяченой воде мень- Одно и то же вещество может находиться в различных агре-
ше растворенного воздуха. гатных состояниях. Изменяется ли при переходе из одного агре-
11. При включенной горелке пары воды попадают в токи горячих гатного состояния в другое ...
газов и уносятся ими вверх, оставаясь невидимыми. При вы- I. масса? II. Внутренняя энергия? III. Температура?
ключенной горелке пар попадает сразу в холодный комнат- IV. средняя кинетическая энергия молекул?
ный воздух и конденсируется в хорошо видимый туман. V. потенциальная энергия взаимодействия молекул?
12. Сварить яйцо на Марсе вкрутую невозможно. Вследствие Ответы: 1. Изменяется. 2. Не изменяется.
разреженности атмосферы Марса вода закипит при темпера-
туре более низкой, чем необходимо для свертывания белка. Программированное задание №2
13. У таких термометров пространство капилляра над ртутью за- Составьте один правильный текст из фраз А, Б, В, Г.
полняется азотом под большим давлением, что приводит к А. При подводе некоторого количества теплоты к кристалли-
значительному повышению температуры кипения. ческому телу ...
14. Температура кипения смол и битумов выше, чем температура 1. его температура непрерывно повышается.
54 112. его температура не всегда повышается. при этом в топке смесь окиси углерода с водородом хорошо
Б. Например, когда лед находится в теплой комнате, ... горит.
1. он поглощает некоторое количество теплоты, нагрева- 32. Во втором сосуде вода нагреется быстрее, так как испарение
ется и тает. происходит внутри сосуда и теплота не уходит в окружаю-
2. он тает, не поглощая теплоты. щую среду.
3. он поглощает некоторое количество теплоты и тает, но 33. Жидкость получает теплоту из окружающей среды. Правда,
при этом его температура остается постоянной (0 0С). ее температура остается несколько ниже температуры среды.
В. При плавлении кристаллических тел подводимое количе- 34. Обдуваемый воздух испаряет кристаллики льда, образую-
ство теплоты идет ... щиеся на стекле.
1. на нагревание этих тел, т.е. на увеличение скорости 35. Газ в резервуаре образуется при испарении нефтепродуктов:
движения молекул. его количество зависит от температуры окружающегося воз-
2. на нагревание этих тел и на преодоление сцепления ме- духа.
жду молекулами. 36. Так как не будет пространства для скапливания газа.
3. на преодоление сцепления между молекулами без уве- Количественные:
личения их скорости, т.е. на увеличение их потенциальной энер- 1. 510 кДж. 2. 1,22 МДж. 3. 61 г.
гии. 4. 60 г. 5. 11,9 МДж. 6. 1,57 МДж.
Г. Таким образом при плавлении эти тела ... 7. 480 г. 8. 4,6·106 Дж. 9. 4,5·105 Дж.
1. нагреваются и их внутренняя энергия возрастает. 10. 4,6·106 Дж. 11. 1,2·105 Дж. 12. 0,5 кг.
2. не нагреваются, но их внутренняя энергия возрастает. Тест №5
Вариант I. I. 2. II. 2. III. 3. IV. 3. V. 1.
Домашнее задание. Вариант II. I. 3. II. 2. III. 3. IV. 1. V. 1.
Вариант III. I. 1. II. 1,2. III. 1. IV.3. V. 3.
Вариант IV. I. 1. II. 1. III. 2. IV. 3. V. 1.
Урок 2
Удельная теплота плавления. Урок 5 Кипение. Удельная теплота парообразования и кон-
денсации
Основной материал. Объяснение процессов плавления и кри- Задача-сказка:
сталлизации на основе знаний о молекулярном строении вещества. Старшая дочь, конечно же, больше других хочет выйти за-
муж, поэтому она чаще станет открывать крышку, и пар будет
Удельная теплота плавления, ее единица Дж . Увеличение внут-
кг выходить, остужая жидкость, так что у нее в кастрюле вода заки-
ренний энергии данной массы вещества при его плавлении. Формула пит позже, чем в остальных кастрюлях. Вода раньше всего заки-
для расчета количества теплоты, выделяющегося при кристаллизации пит в кастрюле младшей царевны, которая, совсем не рассчиты-
тела. вая на замужество, не будет проявлять нетерпение и не станет
открывать крышку своей кастрюли. Все закончится благополуч-
Демонстрации. Плавление кусочка льда и нафталина одинаковой но.
массы, находящихся при температуре плавления.
Качественные:
1. При жарении кипит не масло, а вода, содержащаяся в продук-
Решение задач.
тах. Пока не выкипит вся вода, температура не поднимется
Качественные задачи.
12 53Когда же лед завернут в мокрую газету, тепло извне должно 1. Почему в плавких предохранителях используется свинцо-
пройти через слой "задержанной" газетной воды, поэтому его вая проволочка, а в лампах накаливания – вольфрамовая
поступление ко льду уменьшается. Кроме того, тепло погло- нить?
щается при испарении воды. 2. Из труб водяного отопления, а также из радиаторов авто-
19. Находящийся в атмосфере на большой высоте водяной пар машины выпускают воду, когда в холодное время работа
является перенасыщенным. Выбрасываемые самолетом после котельной или автомобильного двигателя прекращается
сгорания топлива мельчайшие частички становятся центрами на длительное время. С какой целью это делается?
конденсации, образуя облачный след. 3. Для чего лед в ледниках и мороженицах посыпают со-
20. Газ содержит пары воды, которые, соприкасаясь с холодными лью?
стенками трубы, конденсируются, замерзают и постепенно 4. Иногда зимой тротуары посыпают солью. Зачем? Где
закупоривают трубу. сильнее будут стынуть ноги – на заснеженном тротуаре
21. Так как в свежеиспеченном хлебе находится больше влаги, или на таком же, но посыпанной солью?
чем в остывшем, где вода уже испарилась. 5. Можно ли расплавить свинец в воде? При каких условиях
22. Одна поверхность сохнет скорее, чем другая, и быстрей это возможно?
сжимается. 6. Люди научились обрабатывать бронзу раньше, чем желе-
23. На поверхность воды можно налить слой масла, которое ис- зо. Чем это объяснить?
паряется медленно, или прикрыть поверхность воды. 7. Кварцевая посуда прочна и никогда не лопается. Кварца
24. Потому что жир испаряется дольше, чем вода. на Земле много. Почему же не делают посуду из кварца?
25. Выделение пота и его испарение защищают организм от пе- 8. Почему в городе туман бывает чаще, за городом?
регрева. Кроме этого, с потом из организма выводятся вред- 9. Мокрый предмет замерзает на морозе очень быстро, а ме-
ные вещества. жду тем, когда начинаются морозы, влажная почва обыч-
26. Потому что испарение во влажном климате затруднено. но промерзает вглубь меньше, чем сухая. В чем здесь де-
27. В сухом воздухе пот быстро испаряется и охлаждает тело ло?
человека. 10. Почему дерево и бумагу нельзя расплавить?
28. Когда вы выходите из воды, то происходит испарение капе- 11. Будет ли таять лед, взятый при 0 0С, если его залить водой
лек воды, оставшихся на теле. Поглощая при этом много теп- при температуре 0 0С и поставить в помещение при 0 0С?
ла, они отбирают его не только у воздуха, но и у тела. Тело 12. При гололедице проезжую часть дороги в городе посыпа-
охлаждается, и воздух начинает казаться холоднее воды. ют солью?
29. Потому что для испарения с пола воды требуется некоторое 13. Почему радиаторы двигателей в зимнее время заполняют
количество теплоты, которое берется из воздуха, и происхо- преимущественно не водой, а специальной жидкостью –
дит похолодание. тосолом?
30. На испарение влаги, содержащейся в сырой спичке, расходу- 14. Почему в больших холодильных камерах по трубам за-
ется бóльшая часть энергии, получаемой спичкой при трении ставляют циркулировать не чистую воду, а соляной рас-
ее головки о шероховатую поверхность коробка. Поэтому твор?
спичка не может нагреться до температуры воспламенения. 15. В погребе, где зимой хранят овощи, часто для предотвра-
31. Под действием воды на горячем угле появляются трещины. щения замерзания овощей ставят широкий открытый со-
Поверхность соприкосновения угля с воздухом увеличивает- суд с водой, например, таз. Каким образом соседство с во-
ся, и он начинает лучше гореть. Кроме того, образующаяся дой спасает овощи?
52 1316. Какое значение в природе имеет большая теплота плавле- дождевой воды очень велика, а энергия заимствуется также
ния льда? Что происходило бы весной, если бы удельная для нагревания окружающего воздуха.
теплота плавления льда была бы не 333, а 11,7 кДж/кг, как 5. Такая одежда не дает образовавшейся под нею влаге испа-
у ртути? ряться в окружающей воздух и организм перегревается.
17. Почему вода при замерзании в бутылке и расширении не 6. Может (например, лед, нафталин).
выталкивает пробку, занимая больший объем, а разрывает 7. Испарение воды снижает температуру горящего тела на-
бутылку на части? столько, что реакция горения прекращается; кроме того, пар
18. Когда лед может быть нагревателем? обволакивает горящее тело и прекращает доступ к нему ки-
слорода. Кипяток, так как он превращается в пар быстрее.
Количественные: 8. Испарение молекул воды из подвергаемого сушке тела в ва-
1. Зима. Холод. Турист собрался попить чай. Но вот беда – кууме происходит интенсивнее, чем в пространство, запол-
он обнаружил, что термос сломался и вода превратилась в ненное газом.
лед. В горелке осталось 100 г топлива (керосина). Вопрос: 9. Количество водяного пара в 1 м3 комнатного воздуха значи-
сколько он сможет вскипятить воды для чая, если темпе- тельно больше, чем в 1 м3 наружного. Конденсация.
ратура льда –25 0С? (Потерями энергии на нагревание 10. Охлаждение воздуха (обычно к утру) до такой температуры,
других вещей пренебречь). при которой относительная влажность будет равна 100%.
2. Когда я учился в школе, мы каждый год с ребятами из 11. В жаркий день испаряется больше воды.
класса собирали металлолом. Грузили его на машины и 12. Теплота, необходимая для таяния льда при ледоходе, заимст-
увозили на завод на переплавку. Лом черных металлов пе- вуется из окружающего воздуха.
реплавляют в сталь в мартеновских печах. Затем из этой 13. При снегообразовании (кристаллизации) тепло выделяется в
стали, делают много разных полезных и нужных вещей – окружающую среду.
автомобили, трактора, промышленные станки и т.д. Так 14. Таяние снега и льда, а затем испарение образовавшейся воды
вот, наш класс получил даже грамоту за то, что мы собра- происходит медленно, почва успевает пропитаться влагой.
ли 10 тонн железного лома. Интересно, какое количество 15. Выждать 5 минут, затем бросить сахар. (Количество тепла,
теплоты необходимо для нагревания и плавления этих 10 отдаваемое нагретым телом окружающей среде за одно и то
тонн, если начальная температура плавления стали же время, пропорционально разности температур тела и сре-
14000С? ды).
3. На монетном дворе отливают золотые слитки массой 1 кг. 16. Выдыхаемый воздух теплее поверхности руки и может ее на-
Сколько энергии передает такой слиток окружающей сре- гревать. Но если струя воздуха быстро движется, с поверхно-
де с момента начала кристаллизации до окончательного сти руки происходит усиленное испарение влаги, вследствие
охлаждения? Температура в цеху 24 0С. чего получается охлаждение.
4. Чугунная и алюминиевая детали одинаковой массы нахо- 17. Ощущение влажности или сухости кожи у человека обычно
дятся при температуре 20 0С. Для плавления какой из них связывается с ощущением охлаждения ее. Холодные капли
необходимо большее количество теплоты? Во сколько дождя, попадая на кожу, охлаждают ее. Кроме того, испаре-
раз? ние воды с поверхности тела также охлаждают кожу челове-
5. В снежный сугроб, имеющий температуру 0 0С, бросили ка. В воде же эти эффекты отсутствуют. Поэтому в воде «су-
раскаленный до температуры 300 0С медный шар массой ше», чем на воздухе во время дождя.
2 кг. Какова масса растаявшего снега? 18. Обычно вода, образующаяся при таянии льда, сразу стекает.
14 5118. Когда другое тело имеет более низкую температуру. 6. Кусок льда массой 3 кг имеет температуру -10 0С. какое
Количественные: количество теплоты необходимо ему передать, чтобы пре-
1. 5,66 кг. вратить лед в воду, имеющую температуру 30 0С?
5. 0,69 кг. 6. 1,43 МДж. 7. Какова масса золотого слитка, который можно расплавить
7. 60 г. 8. 1,3 кг. 9. 48 г, 15 г. при температуре плавления, передав ему 4 кДж теплоты?
Тест №3 8. Энергии, полученной при остывании кипятка до темпера-
Вариант I. I. 1. II. 2. III. 2. IV. 2. V. 3. туры 70 0С, хватило для плавления 500 г льда при 0 0С. ка-
VI. 3. VII. 2. VIII. 1. IX. 4. кова масса кипятка?
Вариант II. I. 1. II. 1. III. 2. IV. 2. V. 2. 9. Для плавления льда затратили 68·104 Дж теплоты. Какое
VI. 2. VII. 2. VIII. 5. IX. 2. количество природного газа потребовалось для этого? Ка-
Вариант III. I. 2. II. 1. III. 3. IV. 3. V. 2. кое количество торфа может заменить этот природный
VI. 2. VII. 4. VIII. 2. IX. 3. газ?
Вариант IV. I. 2. II. 2. III. 1. IV. 3. V. 1. 10. С какой высоты должна падать градинка, чтобы при ударе
VI. 1. VII. 2. VIII. 5. IX. 3. о землю она расплавилась? Температуру в начале падения
считать равной -20 0С, теплообмен с окружающей средой
Урок 3 Решение задач. Кратковременная контрольная работа не учитывать.
Качественные:
Количественные: Тест №3
Тест №4 Плавление и отвердевание на основе учения о молекулярном
Вариант I. I. 2. II. 2. III. 4. строении вещества. Удельная теплота плавления. Выделение
Вариант II. I. 4. II. 5. III. 2. энергии при отвердевании вещества.
Вариант III. I. 5. II. 1. III. 3. Вариант I
Вариант IV. I. 1. II. 3. III. 1. I. Молекулы в кристаллах расположены ...
1. в строгом порядке. 2. в беспорядке.
Урок 4 Испарение. Поглощение энергии при испарении жид- II. Они движутся ... силами молекулярного притяжения.
кости и выделение ее при конденсации пара 1.хаотически и не удерживаются в определенных местах
Качественные: 2.около положения равновесия, удерживаясь в определен-
1. При безветрии плотность водяного пара над поверхностью ных местах
травы или ткани больше, чем при ветре: испарение замедля- 3.около положения равновесия, не удерживаясь в опреде-
ется. ленных местах.
2. Испарение происходит за счет уменьшения внутренней энер- III. При нагревании тел средняя скорость движения молекул ...
гии воды, охлаждающейся при этом сильнее, если она нахо- 1.не изменяется. 2. увеличивается. 3. уменьшается.
дится на открытом воздухе. IV. При нагревании тел колебания молекул .... ,
3. У человека, вышедшего из воды, ощущение холода вызыва- 1. не изменяются 2. увеличиваются 3. уменьшаются
ется усиленным расходом внутренней энергии на испарение V. а силы удерживающие их, ...
воды с поверхности тела; при ветре испарение происходит 1. не изменяются 2. увеличиваются 3. уменьшаются
более интенсивно. VI. Что можно сказать о внутренней энергии воды массой 1 кг
4. При дожде площадь испарения данной массы распыленной при температуре 0 0С и льда массой 1 кг при той же темпе-
50 15ратуре? 7. Высокая температура плавления кварца (1625 0С) требует для
1.Внутренняя энергия воды и льда одинаковая. изготовления кварцевой посуды больших затрат энергии.
2.Лед имеет большую внутреннюю энергию. 8. В районе города, особенно в рабочие дни, когда работают
3.Вода имеет большую внутреннюю энергию. фабрики и заводы, в воздухе содержится огромное количест-
VII. Какая энергия потребуется для того, чтобы расплавить сви- во взвешенных частиц пыли, каждая из которых может слу-
нец массой 1 кг при температуре 327 0С? жить при охлаждении воздуха центром конденсации водяных
1. 0,84·105 Дж. 2. 0,25·105 Дж. 3. 5,9·106 Дж. паров, содержащихся в атмосфере.
4. 3,9·106 Дж. 5. 2,1·106 Дж. 9. При замерзании влажной почвы выделяется значительное ко-
VIII. Алюминиевое, медное и оловянное тела нагреты так, что личество теплоты (скрытая теплота плавления льда), которая
каждое находится при температуре плавления. Какому из идет на нагревания почвы.
них потребуется большее количество теплоты для плавле- 10. Это органические вещества: при достаточном нагревании они
ния, если их массы одинаковые? обугливаются и сгорают, не подвергаясь плавлению.
1.Алюминиевому. 2. Оловянному. 3. Медному. 11. Нет. Для плавления льда нужно к нему подводить тепло.
IX. Во время ледохода вблизи реки температура воздуха ..., чем 12. Раствор соли в воде имеет температуру замерзания значи-
вдали от нее. Это объясняется тем, что энергия ... тающим тельно ниже 0 0С, поэтому при добавлении соли происходит
льдом. быстрое таяние льда (снега).
1. выше ... выделяется 2. ниже ... выделяется 13. Тосол представляет собой этилен-гликолевую смесь, не за-
3. выше ... поглощается 4. ниже ... поглощается. мерзающую при температуре до -40 0С. Кроме того, тосол
обладает антикоррозийными свойствами, препятствует обра-
Вариант II зованию накипи.
I. Когда тело нагревают до температуры плавления, то размах 14. Потому что температура замерзания соляного раствора может
колебания молекул настолько ... быть значительно ниже 0 0С (например, -10, -15 0С); специ-
1. увеличивается, 2. уменьшается, альными машинами этот раствор охлаждается и перегоняется
II. что порядок расположения частиц в кристаллах ... насосами по системе труб в камерах, где хранятся продукты.
1. нарушается. 2. восстанавливается. 15. Благодаря большой удельной теплоемкости и большой скры-
III. Это явление называется процессом ... той теплоте кристаллизации воды сосуд с водой играет роль
1. отвердевание. 2. плавление. аккумулятора тепловой энергии. При образовании в нем льда
IV. Энергия, получаемая кристаллическим веществом, находя- высвобождается большое количество теплоты, вследствие че-
щимся при температуре плавления, расходуется на ... го дальнейшее охлаждение воздуха на некоторое время за-
1. повышение температуры тела. держивается.
2. увеличение его внутренней энергии. 16. Благодаря большой теплоте плавления льда таяние снега и
V. При плавлении кристаллического вещества энергия ... льда весной происходит постепенно, а талая вода успевает
1. выделяется. 2. поглощается. 3. не изменяется. впитываться почвой. Уменьшение теплоты плавления приве-
VI. При температуре плавления внутренняя энергия тела в ло бы к резкому увеличению паводков весной и пересыханию
твердом состоянии ... внутренней энергии в жидком состоя- почвы летом.
нии. 17. При замерзании вода расширяется во все стороны, а так как
1. больше. 2. меньше. 3. равна. горлышко узкое, то подниматься за время превращения в лед
вода не успевает, поэтому бутылка лопается.
16 49Ответы VII. Удельная теплота плавления свинца 0,25·105 Дж . Это
кг
значит, что для плавления ... энергии.
Урок 1 Агрегатные состояния вещества. Плавления и отвер- 1. свинца массой 1 кг требуется 0,25·105 Дж.
девания кристаллических тел. График плавления и отверде- 2. свинца массой 1 кг при температуре 327 0С требуется
вания 0,25·105 Дж.
Количественные: 3. свинца массой 0,25·105 кг при температуре 327 0С тре-
Тест №1 буется 1 Дж.
Вариант I. I. 1. II. 2. III. 3. IV. 2. VIII. При отвердевании алюминия массой 1 кг при температуре
Вариант II. I. 1. II. 1. III. 1,2. IV. 2,3. 660 0С выделилось 3,9·105 Дж энергии. Какое количество
Вариант III. I. 3. II. 3. III. 1. IV. 5. теплоты потребуется для плавления алюминия массой 1 кг
Вариант IV. I. 1. II. 2. III. 2. IV. 3. при той же температуре?
Тест №2 1. 0,25·105 Дж. 2. 0,94·105 Дж. 3. 0,84·105 Дж.
Вариант I. I. 4. II. 1. III. 3. IV. 5. V. 2. VI. 3. VII. 1. VIII. 5. 4. 0,59·105 Дж. 5. 3,9·105 Дж.
Вариант II. I. 2. II. 2. III. 4. IV. 1. V. 2. VI. 3. VII. 2. VIII. 4. IX. Какую энергию нужно затратить, чтобы расплавить алюми-
Вариант III. I. 4. II. 1. III. 3. IV. 4. V. 1. VI. 3. VII. 1. VIII. 3. ний массой 2 кг, нагретый до температуры плавления?
Вариант IV. I. 5. II. 2. III. 4. IV. 3. V. 1. VI. 3. VII. 2. VIII. 4.
Удельная теплота плавления алюминия 3,9·105 Дж .
кг
Урок 2 Удельная теплота плавления 1. 1,85·105 Дж. 2. 7,8·105 Дж.
Качественные: 3. 6,8·105 Дж. 4. 2,4·105 Дж.
1. По сравнению со свинцом вольфрам имеет весьма высокую
точку плавления. Вариант III
2. Замерзая, вода расширяется и может разорвать трубы радиа- I. Молекулы в расплавленном веществе расположены ...
торов и отопления. 1. в строгом порядке. 2. в беспорядке.
3. Лед, снег начинают таять, образуют воду, в которой раство- II. Они движутся ... силами молекулярного притяжения.
ряется соль; в дальнейшем теплота плавления заимствуется у 1.хаотически и не удерживаются в определенных местах
раствора. Образовавшаяся смесь остается жидкой пока не бу- 2.около положения равновесия, удерживаясь в определен-
дет достигнута температура ее затвердевания. ных местах
4. Таяние снега и растворение соли в образовавшейся воде про- 3.около положения равновесия, не удерживаясь в опреде-
исходит при температуре. Значительно меньшей 0 0С. Холод ленных местах.
ощущается на снегу, смешанном с солью сильнее. III. При охлаждении тела средняя скорость движения молекул...
5. Возможно, когда вода нагревается в герметически закупорен- 1. не изменяются 2. увеличиваются 3. уменьшаются
ном сосуде. В этом случае, оставаясь в жидком состоянии, IV. размах колебаний ...
вода может быть доведена до 374 0С (критическая температу- 1. не изменяются 2. увеличиваются 3. уменьшаются
ра) при давлении 218,5 ат. Температура же плавления свинца V. а силы удерживающие их, ...
– 327 0С. 1. не изменяются 2. увеличиваются 3. уменьшаются
6. Значительную роль сыграло то обстоятельство, что темпера- VI. Что можно сказать о внутренней энергии расплавленного и
тура плавления бронзы ниже, чем железа. не расплавленного свинца массой 1 кг при температуре
327 0С?
48 171.Внутренняя энергия одинаковая.
2.Внутренняя энергия у расплавленного свинца больше, Температура кипения некоторых веществ, 0С
(при нормальном атмосферном давлении)
чем у не расплавленного.
3.Внутренняя энергия у не расплавленного свинца боль- Температура Температура ки-
ше, чем у расплавленного. вещество вещество
кипения, 0С пения, 0С
VII. Какая энергия выделяется при отвердевании алюминия мас- Водород -253 Вода 100
сой 1 кг при температуре 660 0С? Кислород -183 Ртуть 357
1. 2,7·105 Дж. 2. 0,84·105 Дж. 3. 0,25·105 Дж. Молоко 100 Свинец 1740
4. 3,9·105 Дж. 5. 2,1·105 Дж. Эфир 35 Медь 2567
VIII. В комнату с температурой воздуха 0 0С внесли лед при та- Спирт 78 Железо 2750
кой же температуре. будет ли таять лед?
1. Будет, так как лед тает при 0 0С. Дж
2. Не будет, так как не будет притока энергии. Удельная теплоемкость некоторых веществ,
кг 0С
3. Будет, так как энергия заимствуется от других тел.
IX. Во время обильного снегопада зимой температура воздуха Удельная Удельная
..., так как при отвердевании капелек воды, образовавшихся теплоемкость, теплоемкость,
из облаков, ... энергия. вещество Дж вещество Дж
1. повышается ... поглощается. кг 0С кг 0С
2. понижается ... выделяется.
Золото 130 Графит 750
3. понижается ... выделяется.
Стекло лабо-
4. повышается ... поглощается. Ртуть 140
раторное
840
Свинец 140 Кирпич 880
Вариант IV Олово 230 Алюминий 920
I. Когда тело охлаждается до температуры отвердевания, то Масло под-
размах колебания молекул настолько ... Серебро 250 1700
солнечное
1. увеличивается, 2. уменьшается, Медь 400 Лед 2100
II. что порядок расположения частиц в кристаллах ... Цинк 400 Керосин 2100
1. нарушается. 2. восстанавливается. Латунь 400 Эфир 2350
III. Это явление называется процессом ... Железо 460 Дерево (дуб) 2400
1. отвердевание. 2. плавление. Сталь 500 Спирт 2500
IV. Удельной теплотой плавления называют количество тепло- Чугун 540 Вода 4200
ты, необходимое для ...
1. превращения в жидкость твердого кристаллического
вещества при температуре плавления.
2. нагревания твердого кристаллического вещества массой
1 кг до температуры плавления.
3. превращение при температуре плавления твердого кри-
сталлического вещества массой 1 кг в жидкость.
18 47V. При отвердевании расплавленного кристаллического веще-
Дж ства энергия ...
Удельная теплота плавления некоторых веществ,
кг 1. выделяется. 2. поглощается. 3. не изменяется.
(при температуре плавления и нормальном атмосферном давлении) VI. При температуре плавления внутренняя энергия тела в
жидком состоянии ... внутренней энергии в твердом состоя-
Удельная теп- нии.
Удельная теплота
лота плавления, 1. больше. 2. меньше. 3. равна.
вещество Дж вещество Дж
плавления,
кг VII. Удельная теплота плавления меди 2,1·105 Дж . Это зна-
кг кг
чит, что для плавления ... энергии.
Алюминий 3,9·105 Сталь 0,84·105 1. меди массой 1 кг требуется 2,1·105 Дж.
2. меди массой 1 кг при температуре плавления требуется
Лед 3,4·105 Золото 0,67·105 2,1·105 Дж.
3. меди массой 2,1·105 кг при температуре плавления тре-
Железо 2,7·105 Водород 0,59·105 буется 1 Дж.
VIII. Для плавления олова массой 1 кг при температуре плавле-
Медь 2,1·105 Олово 0,59·105
ния требуется 0,59·105 Дж. Какая энергия выделится при
отвердевании этой массы олова?
Парафин 1,5·105 Свинец 0,25·105
1. 0,25·105 Дж. 2. 0,84·105 Дж. 3. 0,39 ·105 Дж.
4. 0,29·105 Дж. 5. 0,59·105 Дж.
Спирт 1,1·105 Кислород 0,14·105
IX. Какая энергия требуется для плавления льда массой 5 кг
при температуре 0 0С? Удельная теплота плавления льда
Серебро 0,87·105 Ртуть 0,12·105
3,4·105 Дж .
кг
1. 0,21 кДж. 2. 0,34 кДж. 3. 1700 кДж. 4. 340 кДж.
Дж 5. 17 кДж.
Удельная теплота парообразования некоторых веществ,
кг
(при температуре плавления и нормальном атмосферном давлении) Программированное задание №3
Вы знаете, что ...
Удельная теплота I. Молекулы газа обладают достаточной средней кинетиче-
Удельная теплота
вещество
парообразования, 0С
вещество парообразования, ской энергией, чтобы совершить работу по преодолению
0
С сил молекулярного притяжения.
Вода 2,3·106 Эфир 0,4·106 II. Средняя кинетическая энергия молекул вещества в некото-
Аммиак рых агрегатных состояниях недостаточна для того, чтобы
1,4·106 Ртуть 0,3·106 совершить работу по преодолению сил молекулярного при-
(жидкий)
Воздух тяжения.
Спирт 0,9·106 0,2·106
(жидкий) III. При переходе из одного агрегатного состояния другое объ-
ем тела не изменяется.
IV. Различные вещества имеют разную температуру отвердева-
46 19ния. Это свойство веществ учитывают при их практическом Таблицы
применении.
V. При переходе из твердого состояния в жидкое температура Дж
Удельная теплота сгорания некоторых веществ,
кристаллического тела не изменяется. кг
Ниже приведены примеры, поясняющие эти утверждения.
Найдите их. Удельная теплота Удельная теплота
1. Твердые и жидкие тела не распадаются сами собой на вещество Дж вещество Дж
отдельные молекулы. сгорания, сгорания,
кг кг
2. Если газу не мешают стенки сосуда, то его молекулы
Природный
разлетаются. Порох 0,38·107 4,4·107
газ
3. На севере для измерения температуры воздуха приме- Дрова сухие 1,0·107 Нефть 4,4·107
няют не ртутные термометры, а спиртовые. Дизельное
Торф 1,4·107 4,47·107
4. Плотность льда меньше плотности воды при одинаковой топливо
температуре. Каменный
2,7·107 Бензин 4,6·107
5. Вода при 0 0С может находиться в твердом и жидком уголь
состоянии. Спирт 2,7·107 Керосин 4,6·107
Антрацит 3,0·107 Водород 12·107
Программированное задание №4 Древесный
3,4·107
уголь
Составьте тексты из фраз А, Б, В.
А. 1. Температура плавления ...
2. Количество теплоты ... Температура плавления некоторых веществ, 0С
3. Удельная теплота плавления ... (при нормальном атмосферном давлении)
4. Плавление ...
5. Отвердевание ... Температура Температура
вещество вещество
плавления, 0С плавления, 0С
Б. 1. является физической величиной ...
Водород -259 Цинк 420
2. относится к физическим явлениям ...
Кислород -219 Алюминий 660
В. 1. и поэтому не имеет единицы измерения.
Азот -210 Серебро 962
2. и выражается в ... а) 0С, б) Дж, в) Дж/кг, г) Дж/(кг0С ). Спирт -114 Золото 1064
Ртуть -39 Медь 1085
Программированное задание №5 Лед 0 Чугун 1200
Составьте тексты из фраз А, Б, В, Г, Д, Е. Цезий 29 Сталь 1500
А. Если непрерывно ... Калий 63 Железо 1539
1. отводить теплоту от воды с начальной температурой Натрий 98 Платина 1772
выше 0 0С, то ... Олово 232 Осмий 3045
2. подводить теплоту ко льду с начальной температурой Свинец 327 Вольфрам 3378
ниже 0 0С, то ... Янтарь 360
Б. его (ее) температура ...
1. постепенно понижается до 0 0С.
20 45Урок 10 2. постепенно повышается до 0 0С.
Контрольная работа №3 по теме "Изменение агре- В. Если непрерывно ...
гатных состояний вещества" 1. подводить теплоту ко льду с температурой 0 0С, ...
2. отводить теплоту от воды с температурой 0 0С, ...
Контрольная работа №3.1 Г. 1. то до полного плавления льда ...
В каждом варианте ученики выполняют один из трех кон- 2. то до полного замерзания воды ...
трольных тестов I, II, III (повышенного) уровней сложности (См. Д. 1. увеличивается ...
в приложении). Методика использования предложенных тесто- 2. уменьшается ...
вых заданий является гибкой и не носит жесткого характера. Для 3. не изменяется ...
аттестации ученика в любом классе необходимо выполнить тест Е. 1. его (ее) температура.
первого уровня сложности, соответствующий минимуму требо- 2. его (ее) внутренняя энергия.
ваний стандарта образования.
Рассказ "Будьте судьей в споре"
Контрольная работа №3.2 Ученики подметили, что при температуре воздуха 0 0С лед
Ученикам раздаются контрольные задания, которые состоят не тает в воде, имеющей ту же температуру. Это явление они по-
из 4 задач различных видов и степеней сложности, ученик сам пытались объяснить.
выбирает порядок их решения (См. в приложении). Первый ученик. Это только кажется так. Вода всегда теплее
льда, за счет этой теплоты он в конце концов растает. Лед тает
Контрольная работа №3.3 медленно, так как он плохой проводник теплоты.
Данная работа представляет собой работу с графиками. (См. Второй ученик. Это не правильно. Если температура окру-
в приложении). жающего воздуха, льда и воды одинакова, то лед в воде не тает и
вода не замерзает. Это объясняется тем, что при одинаковой
температуре нет теплообмена: если к смеси воды со льдом под-
водить тепло, то лед будет таять, если отнять тепло, то вода за-
мерзнет.
Третий ученик. Я не согласен. Переход из одного состояния
в другое зависит не только от температуры тел и окружающего
воздуха, но и от массы этих тел. Если масса льда больше массы
воды, то замерзает вода, а если меньше, то лед тает.
Домашнее задание.
44 21Урок 3 топлива. (Удельная теплота сгорания топлива – 4,2·106
Решение задач. Кратковременная контрольная ра- Дж/кг.)
бота по теме "Нагревание и плавление кристалли-
Программированное задание №11
ческих тел"
Вы читали о ...
I. паровой машине.
Основной материал. Решение задач с применением формул
II. двигателе внутреннего сгорания.
Q = cm(t 2 − t1 ) и Q = λm . III. паровой и газовой турбине.
IV. реактивном двигателе.
Решение задач. Ниже приведены особенности работы каждого двигателя.
Смотрите предыдущую тему. Укажите их.
1. В цилиндре периодически происходит сгорание горючей
Кратковременная контрольная работа. смеси, состоящей из паров бензина и воздуха. За счет
Тест №4 расширения газов при сгорании смеси приводятся в дви-
Расчет количества теплоты жение поршень и коленчатый вал.
Вариант I 2. В котле подогревают воду. Сжатый пар давит на поршень
I. Какая энергия требуется для плавления железа массой 1 кг и приводит его в движение. Движение поршня предаются
при температуре плавления? маховику.
1. 2,5·105 Дж. 2. 2,7·105 Дж. 3. 8,4·105 Дж. 3. Нагретый пар или газ вращает устройство, насаженное на
5
4. 5,9·10 Дж. 5. 3,9·105 Дж. вал, без помощи поршня и шатуна.
II. Какая энергия выделится при кристаллизации свинца мас- 4. При истечении продуктов сгорания устройство приводит-
сой 1 кг? ся в движение в сторону, противоположную направлению
1. 2,3·105 Дж. 2. 2,0·105 Дж. 3. 7,8·105 Дж. истечения.
5
4. 6,2·10 Дж. 5. 4,7·105 Дж.
III. Какое количество теплоты требуется для плавления меди Домашнее задание.
массой 2 т, взятой при температуре 25 0С?
1. 5,29·107 кДж. 2. 3,99·105 кДж. 3. 1,97·105 кДж. Урок 9
6
4. 0,98·10 кДж. 5. 3,53·106 кДж. Решение задач. Подготовка к контрольной работе.
Вариант II Решение задач.
I. Какая энергия требуется для плавления олова массой 1 кг Решение непонятных ученику задач. Задачи выбираются из
при температуре плавления? всей темы "Изменение агрегатных состояний вещества"
1. 2,5·105 Дж. 2. 2,7·105 Дж. 3. 8,4·105 Дж.
4. 5,9·105 Дж. 5. 3,9·105 Дж.
Домашнее задание.
II. Какая энергия требуется для плавления железа массой 5 кг
при температуре плавления?
1. 2,3·105 Дж. 2. 2,0·105 Дж. 3. 7,8·105 Дж.
4. 6,2·105 Дж. 5. 1,35·105 Дж.
22 43выделиться количество теплоты 200 кДж? III. Какую энергию отдаст в окружающее пространство вода
2. В течение 1 ч при сгорании бензина в двигателе внут- массой 1 т при охлаждении от 15 до 0 0С и превращении ее
реннего сгорания выделилась энергия 36 МДж. Опреде- в лед при 0 0С?
лите мощность двигателя, если его КПД 30 %. 1. 5,29·105 кДж. 2. 4,03·105 кДж. 3. 1,95·105 кДж.
3. Сколько природного газа необходимо сжечь для совер- 4. 1,47·105 кДж. 5. 3,52·105 кДж.
шения полезной работы 110 кДж, если КПД двигателя
25 %? Вариант III
4. Двигатель мощностью 18 кВт за 3 ч работы израсходо- I. Какая энергия выделится при отвердевании алюминия мас-
вал 12 кг керосина. Каков КПД этого двигателя? сой 1 кг?
5. Тепловой двигатель, КПД которого равен 35%, совер- 1. 0,25·105 Дж. 2. 0,94·105 Дж. 3. 0,84·105 Дж.
5
шил полезную работу 700 кДж. Какое количество теп- 4. 0,59·10 Дж. 5. 3,9·105 Дж.
лоты выделилось при сгорании топлива? II. Какая энергия требуется для плавления олова массой 4 кг
6. При сгорании топлива в тепловом двигателе мощностью при температуре плавления?
1,2 кВт за 30 мин выделилось энергия 10,8 МДж. Оп- 1. 2,36·105 Дж. 2. 2,0·105 Дж. 3. 7,8·107 Дж.
5
ределите КПД этого теплового двигателя. 4. 6,2·10 Дж. 5. 4,7·105 Дж.
7. Какую полезную работу совершает при сжигании 1 т III. Какая энергия требуется для плавления алюминия массой
древесного угля тепловой двигатель, КПД которого 40 200 кг, имеющего температуру 20 0С?
%? 1. 5,29·107 кДж. 2. 3,99·105 кДж. 3. 1,96·105 кДж.
6
8. Двигатель израсходовал 6 кг керосина за 2 часа. Какова 4. 1,47·10 кДж. 5. 3,52·106 кДж.
мощность этого двигателя, если КПД равен 25 %.
9. В топках паровых котлов было сожжено 2 т каменного Вариант IV
угля. Определите КПД, если за это время была соверше- I. Какая энергия выделится при кристаллизации свинца мас-
на полезная работа 18·109 Дж. сой 1 кг?
10. Тепловоз с мощностью двигателя 3000 кВт имеет КПД 1. 0,25·105 Дж. 2. 0,94·105 Дж. 3. 0,84·105 Дж.
30 %. Определите количество дизельного топлива, кото- 4. 0,59·105 Дж. 5. 3,9·105 Дж.
рое необходимо затратить для работы тепловоза в тече- II. Какая энергия выделится при кристаллизации алюминия
ние часа. массой 20 кг?
11. Автомобиль за 1 час расходует 5 кг бензина. Определите 1. 2,3·106 Дж. 2. 2,0·106 Дж. 3. 7,8·106 Дж.
6
КПД, если за это время автомобиль совершил полезную 4. 6,2·10 Дж. 5. 4,7·106 Дж.
работу 6,9·107 Дж. III. Сталь получают при плавлении железного лома в мартенов-
12. Двигатель тепловоза совершает работу 8·109 Дж, расхо- ских печах. Какая энергия требуется для плавления желез-
дуя при этом 800 кг дизельного топлива. Определите ного лома массой 5 т, имеющего температуру 10 0С? Темпе-
КПД двигателя тепловоза. ратура плавления стали принять 1460 0С.
13. Кипятильник, нагревая 1 кг воды от 20 0С до кипения, 1. 4,05·106 кДж. 2. 3,99·106 кДж. 3. 7,8·106 кДж.
6
совершает работу 352 кДж. Определите КПД кипятиль- 4. 1,47·10 кДж. 5. 4,9·106 кДж.
ника.
14. Определите КПД двигателя трактора, которому потре- Домашнее задание.
бовалось для выполнения работы 3,78·107 Дж сжечь 3 кг
42 23Урок 4 Урок 8
Испарение. Поглощение энергии при испарении Паровая турбина. КПД теплового двигателя.
жидкости и выделение ее при конденсации пара.
Основной материал. Устройство и принцип действия паровой
Основной материал. Испарение и кипение. Скорость испарения. турбины, ее применение. Коэффициент полезного действия (КПД) теп-
Испарение жидкости в закрытом сосуде, динамическое равновесие ме- лового двигателя. КПД двигателей внутреннего сгорания и паровых
жду паром и жидкостью. Насыщенный и ненасыщенный пар. Конден- турбин.
сация пара. Поглощение энергии при испарении жидкости и выделение
ее при конденсации пара. Объяснение явлений испарения и конденса- Демонстрации. Модель паровой турбины.
ции на основе знаний о молекулярном строении вещества. Круговорот
воды в природе. Решение задач.
Качественные задачи:
Демонстрации. 1. Испарение различных жидкостей: зависимость 1. Почему стенки парового котла лучше делать из стали
скорости испарения от температуры, рода жидкости, площади поверх- или меди? Почему очищают котлы от накипи?
ности. 2. Охлаждение жидкости при испарении (охлаждение руки, 2. Для чего необходим перегрев пара в котлах паровых
смоченной эфиром; наблюдения за показаниями сухого и влажного турбин?
термометров психрометра). 3. Почему с повышением темперы воздуха мощность воз-
душных реактивных двигателей уменьшается?
Рассказ “Отчего, испаряясь, вода холодит” 4. Почему двигатели внутреннего сгорания имеют более
Что вы чувствуете, когда даже в жаркий день выходите, ис- высокий КПД, чем паровые машины?
купавшись, из воды? Бывает, особенно в ветреную погоду, что, 5. Как указано в предыдущей задаче, зажигание горючей
как говорят, мороз по коже, даже пупырышками покрываемся. смеси в цилиндре происходит несколько раньше, чем
Чтобы разогреться, надо побегать или растереться полотенцем. поршень достигает верхней мертвой точки. Сообразите,
Почему мы мерзнем? что может произойти при слишком раннем зажигании
Еще малюсенький опыт. Капните на ладонь воды и подуйте или при слишком позднем после прохождения поршнем
на нее. Ощутили холодок? Ясно, что дело в испарении воды. верхней мертвой точки?
Превращаясь в пар, она отбирает у нас тепло. Этот пример пока- 6. Объясните, почему наличие глушителя в машине приво-
зывает, что на испарение требуется энергия. Превращаясь в газ, дит к потере мощности ее двигателя и снижает КПД.
жидкость охлаждается. 7. Работа двигателя внутреннего сгорания и работа воз-
Обратный процесс – конденсация – должен тогда, когда, душно-реактивного двигателя совершаются четырьмя
напротив, приводит к выделению теплоты. Так, скажем, нагре- тактами: всасыванием, сжатием, расширением и выпус-
вается зеркальце, поставленное под струю пара из носика чайни- ком. В чем же коренная разница в этих четырехтактных
ка. Осевшие на зеркальце капли воды приведут к его нагреву. процессах? Какой такт является "рабочим" в реактивном
Похожий процесс мы наблюдаем, когда выпадает первый снег. двигателе?
Как правило, в это время происходит потепление.
Количественные:
Рассказ “Почему выпадает роса? ” 1. Каков КПД теплового двигателя, если для совершения
Тогда, когда температура воздуха падает, а это происходит в полезной работы 50 кДж при сгорании топлива должно
самое холодное время суток – ночью или рано утром. В этот мо-
24 41Вы также можете почитать
