Внутренняя энергия свинцового тела изменится если ответы: 1. Внутренняя энергия свинцового тела изменится, если: а) сильно ударить по нему молотком; б)

Итоговая контрольная работа по физике (8 класс)

1 вариант

Часть А

1. Внутренняя энергия свинцового тела изменится, если:

а) сильно ударить по нему молотком; б) поднять его над землей;

в) бросить его горизонтально; г) изменить нельзя.

2. Какой вид теплопередачи наблюдается при обогревании комнаты батареей водяного отопления?

а) теплопроводность; б) конвекция; в) излучение; г) всеми тремя способами одинаково.

3. Какая физическая величина обозначается буквой ƛ и имеет размерность Дж/кг?

а) удельная теплоемкость; б) удельная теплота сгорания топлива;

в) удельная теплота плавления; г) удельная теплота парообразования.

4. В процессе кипения температура жидкости…

а) увеличивается; б) не изменяется;

в) уменьшается; г) нет правильного ответа.

5. Если тела взаимно отталкиваются, то это значит, что они заряжены …

а) отрицательно; б) разноименно; в) одноименно ; г) положительно.

6. Сопротивление вычисляется по формуле:

а) R=I /U; б) R = U/I; в) R = U*I; г) правильной формулы нет.

7. Из какого полюса магнита выходят линии магнитного поля?

а) из северного; б) из южного; в) из обоих полюсов; г) не выходят.

8.Если электрический заряд движется, то вокруг него существует:

а) только магнитное поле; б) только электрическое поле;

в) и электрическое и магнитное поле; г) никакого поля нет.

Часть В

9. Какое количество теплоты необходимо сообщить воде массой 1 кг, чтобы нагреть ее от 10°С до 20° С? Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/кг · °С?

а) 21000 Дж; б) 4200 Дж; в) 42000 Дж; г) 2100 Дж.

10.Какое количество теплоты выделится в проводнике сопротивлением 1 Ом в течение 30 секунд при силе тока 4 А?

а) 1 Дж; б) 8 Дж; в) 120 Дж; г) 480 Дж.

11. Работа, совершенная током за 600 секунд, составляет 15000 Дж. Чему равна мощность тока?

а) 15 Вт; б) 25 Вт; в) 150 Вт; г) 250 Вт.

12. Два проводника сопротивлением R1 = 100 Ом и R2 = 100 Ом соединены параллельно. Чему равно их общее сопротивление?

а) 60 Ом; б) 250 Ом; в) 50 Ом; г) 100 Ом.

Часть С

13.Для нагревания 3 литров воды от 180 °С до 1000 °С в воду впускают стоградусный пар. Определите массу пара. (Удельная теплота парообразования воды 2,3 · Дж/кг, удельная теплоемкость воды 4200 Дж/кг · °С, плотность воды 1000 кг/м3).

а) 450 кг; б) 1 кг в) 5 кг; г) 0,45 кг.

14.Напряжение в железном проводнике длиной 100 см и сечением 1 мм2 равно 0,3 В. Удельное сопротивление железа 0,1 Ом · мм2/м. Вычислите силу тока в стальном проводнике.

а) 10 А; б) 3 А; в) 1 А; г) 0,3 А.

Оценка тестирования:

одно задание из части А – 1 балл;

одно задание из части В – 2 балла;

одно задание из части С – 3 балла (при правильном решении всей задачи).

Всего 22 баллов.

2 вариант

Часть А

1. Внутренняя энергия тел зависит от:

а) механического движения тела; б) температуры тела; в) формы тела; г) объема тела.

2. Каким способом больше всего тепло от костра передается телу человека?

а) излучением; б) конвекцией; в) теплопроводностью г) всеми тремя способами одинаково.

3. Какая физическая величина обозначается буквой L и имеет размерность Дж/кг?

а) удельная теплоемкость; б) удельная теплота сгорания топлива;

в) удельная теплота плавления; г) удельная теплота парообразования.

4. При плавлении твёрдого тела его температура…

а) увеличивается; б) уменьшается; в) не изменяется; г) нет правильного ответа.

5. Если заряженные тела взаимно притягиваются, значит они заряжены …

а) отрицательно; б) разноименно; в) одноименно; г) положительно.

6. Сила тока вычисляется по формуле:

а) I = R/U; б) I = U/R. в) I = U*R; г) правильной формулы нет.

7. Если вокруг электрического заряда существует и электрическое и магнитное поле, то этот заряд:

а) движется; б) неподвижен;

в) наличие магнитного и электрического полей не зависит от состояния заряда;

г) магнитное и электрическое поле не могут существовать одновременно.

8. При уменьшении силы тока в цепи электромагнита магнитное поле…

а) усилится; б) уменьшится; в) не изменится; г) нет правильного ответа.

.Часть В

9. Какое количество теплоты потребуется для нагревания куска меди массой 4кг от

25°С до 50°С ? Удельная теплоемкость меди 400 Дж/кг ·°С .

а) 8000 Дж; б) 4000 Дж; в) 80000 Дж; г) 40000 Дж.

10. Определите энергию потребляемую лампочкой карманного фонарика за 120 секунд, если напряжение на ней равно 2,5 В, а сила тока 0,2 А.

а) 1 Дж; б) 6 Дж; в) 60 Дж; г) 10 Дж.

11. Вычислите величину силы тока в обмотке электрического утюга, если при включении его в сеть 220 В он потребляет мощность 880 Вт.

а) 0,25 А б) 4 А; в) 2,5 А; г) 10 А.

12. Два проводника сопротивлением R1 = 150 Ом и R2 = 100 Ом соединены последовательно. Чему равно их общее сопротивление?

а) 60 Ом; б) 250 Ом; в) 50 Ом; г) 125 Ом.

Часть С

13. Сколько энергии выделится при кристаллизации и охлаждении от температуры плавления 327°С до 27°С свинцовой пластины размером 2см · 5см · 10 см? (Удельная теплота кристаллизации свинца 0,25 · Дж/кг, удельная теплоемкость свинца 140 Дж/кг · °С, плотность свинца 11300 кг/м3).

а) 15 кДж; б) 2,5 кДж; в) 25 кДж; г) 75 кДж.

14. Сила тока в стальном проводнике длиной 140 см и площадью поперечного сечения 0,2 мм2 равна 250 мА. Каково напряжение на концах этого проводника? Удельное сопротивление стали 0,15 Ом мм2/м

а) 1,5 В; б) 0,5 В; в) 0,26 В; г) 3В.

Оценка тестирования:

одно задание из части А – 1 балл;

одно задание из части В – 2 балла;

одно задание из части С – 3 балла (при правильном решении всей задачи).

Всего 22 баллов.

ƛИтоговый контроль знаний по физике в 8-ых классах

Время выполнения работы — 45 минут.

Структура теста: 2 варианта итоговой работы с выбором 1 правильного ответа, состоят из 14 заданий каждый. В заданиях части А необходимо выбрать правильный ответ; в части В записать формулу и выбрать правильный ответ; в части С выбрать ответ и сделать подробное решение.

Критерии оценивания:

Часть В:

2 балла ставится в том случае, если есть формула и правильно выбран ответ. Если выполнено одно из этих условий, то ставится 1 балл.

Часть С:

3 балла ставится в том случае, если приведено правильное решение, т.е. правильно записано краткое условие, система СИ, записаны формулы, выполнены математические расчёты, представлен ответ.

2 балла ставится в том случае, если допущена ошибка в записи краткого условия или в системе СИ, или нет числового расчёта, или допущена ошибка в математических расчётах.

1 балл ставится в том случае, если записаны не все исходные формулы, необходимые для решения задачи или записаны все формулы, но в одной из них допущена ошибка.

1. Шкала для перевода числа правильных ответов в оценку по пятибалльной шкале

Число набранных баллов	0 — 5	6-11	12-17	18-22
Оценка в баллах	2	3	4	5

№

задания

№

ответа

(1 вар)

№

Ответа

(2 вар)

Контрольные работы по физике для 8 класса

Ваши документы готовы. Если у вас не получается скачать их, открыть или вы допустили ошибку, просьба написать нам на электронную почту [email protected] (обязательно укажите номер публикации в письме)

Контрольная работа №1 по физике в 8 классе

на тему: «Тепловые явления. Количество теплоты. Энергия топлива».

Вариант 1

Часть А.

А. Теплопередачей В. Излучением,

Б. Конвекцией. Г. Теплопроводностью.

А. с темной поверхностью В. имеющих более высокую температуру

Б. с блестящей или светлой поверхностью Г. имеющих более гладкую поверхность.

А. Q = m (t1-t2) В. Q = q m

Б. Q = c m (t2-t1) Г. Q = c/ m (t1-t2).

А. Дж В. Дж/ кг

Б. кг /Дж Г. Дж/ кг* 0С

А. 1820 Дж В. 1820 кДж

Б. 9100 Дж Г. 9100 кДж.

6. При полном сгорании сухих дров выделилось 50000 кДж энергии. Определите массу сгоревших дров. Удельная теплота сгорания сухих дров 10 МДж/кг.

А. 200 кг В. 5 т

Б. 5*107 кг Г. 5 кг

Часть В.

Часть С.

Контрольная работа №1 по физике в 8 классе

на тему: «Тепловые явления. Количество теплоты. Энергия топлива».

Вариант 2

Часть А.

А. только в газах В. только в жидкостях и газах

Б. только в твердых телах Г. в жидкостях, газах и твердых телах.

2. Какие из указанных веществ обладают наименьшей теплопроводностью?

А. гранит В. металлы

Б. дерево Г. стекло.

3. Количество теплоты, выделившееся при сгорании топлива, рассчитывают по формуле

А. Q = m/q В. Q = q m

Б. Q = c m (t02- t01) Г. Q = c/ m t.

4. Единицей измерения удельной теплоемкости вещества является…

А. Дж В. Дж/ кг

Б. кг /Дж Г. Дж/ кг* 0С

5. Для получения 900 Дж теплоты 100 г железа нагрели на 200С. Какова удельная теплоемкость железа?

А. 1800 Дж/ (кг *0С). В. 4,5 Дж/ (кг *0С).

Б. 180 кДж/ (кг *0С). Г. 450 Дж/ (кг *0С).

6. Сколько теплоты выделится при полном сгорании 0,5 кг нефти? Удельная теплота сгорания нефти 44 МДж/ кг.

А. 1,1 * 107Дж В. 4,2 * 107Дж

Б. 2,2 * 107Дж Г. 2,2 * 106Дж

Часть B.

Часть С.

Контрольная работа №2

по теме «Изменение агрегатных состояний вещества»

Вариант 1

Контрольная работа №2

по теме «Изменение агрегатных состояний вещества»

Вариант 2.

Контрольная работа № 3 по теме «Электрический ток.

Соединение проводников».

1 вариант.

Контрольная работа № 3 по теме «Электрический ток. Соединение проводников».

2 вариант.

Контрольная работа № 4 по теме «Электрические явления»

1 вариант

Физические величины

Формулы

Единицы измерения

Физический прибор

А. Сила тока

Б. Сопротивление проводника

В. Напряжение

Г. Мощность тока

Д. Закон Джоуля-Ленца

<Object: word/embeddings/oleObject30.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject31.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject32.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject33.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject34.bin>

8. К каждой позиции первого столбца таблицы подберите позицию второго столбца так, чтобы получились верные утверждения.

А. Сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна сопротивлению проводника

Б. Напряжение на участке цепи и на концах всех соединенных проводников остается постоянным

В. Количество теплоты, выделяемое проводником с током равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени

1) Параллельное соединение проводников

2) Закон Джоуля-Ленца

3) Закон Ома для участка цепи

Рис. 1

Контрольная работа № 4 по теме «Электрические явления»

2 вариант

Физические величины

Формулы

Единицы измерения

Физический прибор

А. Сила тока

Б. Сопротивление проводника

В. Напряжение

Г. Работа тока

Д. Закон Ома

<Object: word/embeddings/oleObject35.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject36.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject37.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject38.bin>

<Object: word/embeddings/oleObject39.bin>

Б. Сила тока в любых частях цепи остается постоянной

1) Закон Джоуля-Ленца

2) Последовательное соединение проводников

3) Закон Ома для участка цепи

9. Определите общее сопротивление цепи по рисунку 1.

10.Сила тока в стальном проводе длиной 140 см и площадью поперечного сечения 0,2 мм2 равна 250 мА. Каково напряжение на концах этого проводника? Удельное сопротивление стали 0,15 .

Рис.1

Контрольная работа № 5 по теме «Световые явления».

Вариант 1

Контрольная работа № 5 по теме «Световые явления».

Вариант 2

Итоговая контрольная работа по физике 8 класс

1 вариант

ИНСТРУКЦИЯ по выполнению итогового теста.

К каждому заданию дано несколько ответов, из которых только один верный ответ. В заданиях части В и С запишите полное решение задач.

Часть А

1. Внутренняя энергия свинцового тела изменится, если:

а) сильно ударить по нему молотком; б) поднять его над землей;

в) бросить его горизонтально; г) изменить нельзя.

2. Какой вид теплопередачи наблюдается при обогревании комнаты батареей водяного отопления?

а) теплопроводность; б) конвекция; в) излучение; г) всеми тремя способами одинаково.

3. Какая физическая величина обозначается буквой ƛ и имеет размерность Дж/кг?

а) удельная теплоемкость; б) удельная теплота сгорания топлива;

в) удельная теплота плавления; г) удельная теплота парообразования.

4. В процессе кипения температура жидкости…

а) увеличивается; б) не изменяется;

в) уменьшается; г) нет правильного ответа.

5. Если тела взаимно отталкиваются, то это значит, что они заряжены …

а) отрицательно; б) разноименно; в) одноименно ; г) положительно.

6. Сопротивление вычисляется по формуле:

а) R=I /U; б) R = U/I; в) R = U*I; г) правильной формулы нет.

7. Из какого полюса магнита выходят линии магнитного поля?

а) из северного; б) из южного; в) из обоих полюсов; г) не выходят.

8.Если электрический заряд движется, то вокруг него существует:

а) только магнитное поле; б) только электрическое поле;

в) и электрическое и магнитное поле; г) никакого поля нет.

Часть В

а) 21000 Дж; б) 4200 Дж; в) 42000 Дж; г) 2100 Дж.

10.Какое количество теплоты выделится в проводнике сопротивлением 1 Ом в течение 30 секунд при силе тока 4 А?

а) 1 Дж; б) 8 Дж; в) 120 Дж; г) 480 Дж.

11. Работа, совершенная током за 600 секунд, составляет 15000 Дж. Чему равна мощность тока?

а) 15 Вт; б) 25 Вт; в) 150 Вт; г) 250 Вт.

12. Два проводника сопротивлением R1 = 100 Ом и R2 = 100 Ом соединены параллельно. Чему равно их общее сопротивление?

а) 60 Ом; б) 250 Ом; в) 50 Ом; г) 100 Ом.

Часть С

а) 450 кг; б) 1 кг в) 5 кг; г) 0,45 кг.

а) 10 А; б) 3 А; в) 1 А; г) 0,3 А.

Итоговая контрольная работа по физике 8 класс

2 вариант

ИНСТРУКЦИЯ по выполнению итогового теста.

Часть А

1. Внутренняя энергия тел зависит от:

а) механического движения тела; б) температуры тела; в) формы тела; г) объема тела.

2. Каким способом больше всего тепло от костра передается телу человека?

а) излучением; б) конвекцией; в) теплопроводностью г) всеми тремя способами одинаково.

3. Какая физическая величина обозначается буквой L и имеет размерность Дж/кг?

а) удельная теплоемкость; б) удельная теплота сгорания топлива;

в) удельная теплота плавления; г) удельная теплота парообразования.

4. При плавлении твёрдого тела его температура…

а) увеличивается; б) уменьшается; в) не изменяется; г) нет правильного ответа.

5. Если заряженные тела взаимно притягиваются, значит они заряжены …

а) отрицательно; б) разноименно; в) одноименно; г) положительно.

6. Сила тока вычисляется по формуле:

а) I = R/U; б) I = U/R. в) I = U*R; г) правильной формулы нет.

7. Если вокруг электрического заряда существует и электрическое и магнитное поле, то этот заряд:

а) движется; б) неподвижен;

в) наличие магнитного и электрического полей не зависит от состояния заряда;

г) магнитное и электрическое поле не могут существовать одновременно.

8. При уменьшении силы тока в цепи электромагнита магнитное поле…

а) усилится; б) уменьшится; в) не изменится; г) нет правильного ответа.

.Часть В

9. Какое количество теплоты потребуется для нагревания куска меди массой 4кг от

25°С до 50°С ? Удельная теплоемкость меди 400 Дж/кг ·°С .

а) 8000 Дж; б) 4000 Дж; в) 80000 Дж; г) 40000 Дж.

а) 1 Дж; б) 6 Дж; в) 60 Дж; г) 10 Дж.

а) 0,25 А б) 4 А; в) 2,5 А; г) 10 А.

а) 60 Ом; б) 250 Ом; в) 50 Ом; г) 125 Ом.

Часть С

а) 15 кДж; б) 2,5 кДж; в) 25 кДж; г) 75 кДж.

а) 1,5 В; б) 0,5 В; в) 0,26 В; г) 3В.

Контрольная работа за 1 полугодие 8 класс

Вариант I

Часть 1.

А. равномерное движение одной молекулы;

Б. упорядоченное движение большого числа молекул;

В. непрерывное беспорядочное движение большого числа молекул;

Г. среди ответов А-В нет правильного.

А. объёмом тела;

Б. скоростью движения и массой тела;

В. энергией беспорядочного движения частиц, из которых состоит тело;

Г. энергией беспорядочного движения и взаимодействия частиц тела.

А. теплопроводностью;

Б. конвекцией;

В. излучением;

Г. всеми предложенными в ответах А-В способами.

А. Б. с В. q Г. L

А. Дж Б. Дж/кг 0С В. Дж/кг Г. Дж 0С

А. удельная теплота сгорания топлива;

Б. удельная теплоёмкость;

В. удельная теплота парообразования;

Г. теплопроводность.

А. при нагревании жидкости;

Б. при плавлении;

В. при сгорании топлива;

Г. при парообразовании.

А. только от рода жидкости;

Б. только от температуры;

В. только от площади открытой поверхности жидкости;

Г. от А, Б и В одновременно.

А. внутренняя энергия тела уменьшается;

Б. внутренняя энергия увеличивается;

В. температура вещества увеличивается;

Г. температура вещества уменьшается.

А. из нагревателя, холодильника и рабочего тела;

Б. из нагревателя и рабочего тела;

В. из рабочего тела и холодильника;

Г. из холодильника и нагревателя.

Часть 2.

( Удельная теплота парообразования эфира 4 10 5 Дж/кг).

Часть 3.

( Удельная теплота кристаллизации льда 3,4 10 5Дж/кг ).

( Удельная теплоёмкость стали 500 Дж/кг 0С, удельная теплота конденсации пара 2,3 10 6Дж/кг ).

Контрольная работа за 1 полугодие 8 класс

Вариант II

Часть 1.

А. удельная теплоёмкость вещества;

Б. количество теплоты, переданное телу;

В. температура плавления;

Г. температура тела.

А. от массы и скорости движения тела;

Б. от температуры и массы тела;

В. от температуры и скорости движения тела;

Г. от объёма тела.

А. теплопроводностью;

Б. конвекцией;

В. излучением;

Г. всеми перечисленными в ответах А-В способами.

А. L Б. q В. c Г.

А. Дж Б. Дж/кг 0С В. Дж/кг Г. Дж 0С

А. удельная теплоёмкость;

Б. удельная теплота сгорания;

В. удельная теплота плавления;

Г. удельная теплота парообразования.

А. при нагревании жидкости;

Б. при плавлении;

В. при сгорании топлива;

Г. при парообразовании.

А. температура не меняется;

Б. температура увеличивается;

В. температура уменьшается;

Г. температура сначала увеличивается, а затем уменьшается.

А. уменьшается;

Б. увеличивается;

В. может уменьшаться и увеличиваться, в зависимости от внешних условий;

Г. не изменяется.

А. произведение полезной работы на количество теплоты, полученное от нагревателя;

Б. отношение количества теплоты, полученного от нагревателя, к совершённой полезной работе;

В. отношение полезной работы, совершённой двигателем, к количеству теплоты полученному от нагревателя;

Г. разность количества теплоты, полученного от нагревателя, и полезной работы совершённой двигатель

Часть 2.

( Удельная теплота плавления свинца 2,5 10 4 Дж/кг, температура плавления свинца 327 0С )

Часть 3.

13.Чему равна масса водяного пара, взятого при температуре 100 0С, если при его конденсации выделилось 4,6 МДж теплоты?

( Удельная теплота парообразования и конденсации 2,3 10 6Дж/кг ).

14.Сколько сухих дров необходимо сжечь, чтобы вскипятить воду массой 50 кг, взятую при температуре 20 0С?

( Удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/кг 0С удельная теплота сгорания сухих дров 1107 Дж/кг)

Фазовые изменения

Как известно, материя может находиться в разных состояниях. К таким состояниям относятся твердые тела, жидкости, газы и плазма. Вы, вероятно, уже знакомы с твердыми телами, жидкостями и газами. Плазма — это энергетические газы, ионизированные таким образом, что они могут проводить электричество (примеры включают звезды, молнии, неоновые вывески и т. д.)

Когда материя меняет состояние, изменяется ее внутренняя энергия, поэтому изменяется кинетическая энергия составляющих ее частиц. При переходе из одного состояния в другое изменение энергии отражается на связях между частицами, поэтому температура объекта не меняется. Однако, как только изменение состояния завершено, снова наблюдаются изменения энергии в форме изменений температуры.

Энергия, необходимая для изменения состояния конкретного материала, называется скрытой теплотой трансформации материала (L). Когда объект переходит из твердого состояния в жидкое, вы используете скрытую теплоту плавления (L _f ). Когда объект переходит из жидкого состояния в газообразное, вы используете скрытую теплоту парообразования (L _v). Вы можете рассчитать энергию, необходимую для фазового перехода материала, используя следующую формулу, где Q — добавленное тепло, m — масса объекта, а L — удельная скрытая теплота трансформации материала.

Вопрос: На приведенном ниже графике представлена кривая охлаждения 10 кг вещества при его охлаждении из пара при 160°C в твердое состояние при 20°C. Энергия отбирается от образца с постоянной скоростью.
При охлаждении вещества в жидкой фазе средняя кинетическая энергия молекул вещества
уменьшается
увеличивает
остается прежним
Ответ: (1) уменьшается, так как температура уменьшается, а средняя кинетическая энергия связана с температурой.

Вопрос: Основываясь на графике предыдущей задачи, какова температура плавления вещества?
Ответ: 70°C

Вопрос: Какое количество теплоты необходимо добавить к свинцовому стержню массой 10 кг, чтобы превратить слиток из твердого состояния в жидкое при температуре 327°C?
Ответ:

Вопрос: Какое количество теплоты необходимо добавить к 1 кг воды, чтобы превратить ее из пара с температурой 50°C в 100°C при нормальном давлении?
Ответ: Чтобы решить эту задачу, вы должны найти как количество теплоты, необходимое для изменения температуры воды, так и количество теплоты, необходимое для изменения состояния воды.

Вопрос: На приведенном ниже графике показана зависимость температуры от времени для одного килограмма неизвестного материала при добавлении тепла с постоянной скоростью.
В течение интервала xy материал испытывает
уменьшение внутренней энергии и фазовый переход
увеличение внутренней энергии и изменение фазы
отсутствие изменения внутренней энергии и изменение фазы
отсутствие изменения внутренней энергии и фазового перехода
Ответ: (2) увеличение внутренней энергии и фазовый переход.

Удельная скрытая теплота: определение и уравнение

Задумывались ли вы когда-нибудь, сколько энергии необходимо для кипячения воды? Если вы любите готовить, вы должны знать, что вода в кастрюле выкипает очень долго. Возможно, вы слышали, что вода кипит при 100 °C, но если вы измерите температуру воды, когда она начинает пузыриться, вы увидите, что она уже находится при температуре кипения. Почему все это еще не превратилось в пар? Более того, если вы оставите термометр в воде, вы увидите, что она не становится горячее, даже если плита все еще включена. Куда уходит энергия?

В нашей повседневной деятельности много физики, и иногда мы воспринимаем то, что происходит вокруг нас, как обычное явление, не задумываясь об этом. Если эти вопросы заставляют вас ломать голову, не стоит беспокоиться. Сейчас все это может показаться немного запутанным, но ключ к ответу на все предыдущие вопросы лежит в том, как тепло влияет на внутреннюю энергию вещества. Мы объясним связь между теплом, переданным системе, и ее внутренней энергией, и это приведет нас к понятию удельная скрытая теплота .

Теплота и внутренняя энергия

Внутренняя энергия представляет собой сумму отдельных кинетической и потенциальной энергий частиц (атомов или молекул), составляющих систему.

Температура системы является мерой кинетической энергии ее частиц. Это зависит только от того, насколько быстро они движутся или вибрируют. С другой стороны, потенциальная энергия системы зависит от того, как частицы связаны друг с другом, и, таким образом, она связана с состояние системы . Когда мы нагреваем вещество, мы обеспечиваем его энергией, но это может происходить двумя способами:

1. Повышение температуры системы. Частицы, составляющие систему, получают кинетическую энергию, двигаясь быстрее, что приводит к увеличению температуры системы. Вот что происходит с атомами железа в кастрюле, когда его нагревают на плите, на атомарном уровне.

2. Изменение состояния системы. Энергия также может быть использована для разрыва или изменения связей между частицами системы. В общем, это позволяет частицам отдаляться друг от друга, увеличивая потенциальную энергию, запасенную в системе, и приводя к новому состоянию. Это то, что обычно происходит, когда твердые тела плавятся.

При изменении состояния потенциальная энергия частиц увеличивается.

Точно так же, когда вещество кипит, межмолекулярные связи снова разрываются, оно становится газом. Когда вещество находится в газообразном состоянии, его молекулы стараются держаться как можно дальше друг от друга.

После превращения жидкости в газ ее частицы стремятся оставаться как можно дальше друг от друга.

Имейте в виду, что в обоих случаях увеличивается внутренняя энергия, так как она является суммой кинетической и потенциальной энергии. Следовательно, по мере увеличения одного из них увеличивается и их сумма. Теперь, когда мы понимаем как , важно понимать когда каждая из этих энергий увеличивается по мере того, как мы нагреваем нашу систему:

Пока система остается в одном и том же состоянии, ее потенциальная энергия будет , а не изменяться. Увеличивается только кинетическая энергия и, следовательно, его температура.
Когда происходит изменение состояния, вся энергия расходуется на разрыв или изменение связей между частицами системы и увеличение их разделения. Поскольку кинетическая энергия частиц не меняется, температура системы остается постоянной при изменении состояния.

На приведенном ниже графике показано, как изменяется температура килограмма воды при подаче энергии.

Когда вода меняет состояние, температура остается неизменной даже при подаче большего количества энергии. Плоские линии представляют это. С другой стороны, когда переход между состояниями не происходит, энергия используется для повышения температуры воды, что представлено отрезками синей линии с положительным градиентом. Enrique Vizcarra Carrazco — StudySmarters Originals

Посмотрите на среднюю часть графика, где вода жидкая. По мере подвода энергии его температура продолжает увеличиваться, пока не достигнет критического значения для перехода в следующее состояние — парообразования. Даже когда вода достигает температуры кипения, 100°C, ей все равно требуется энергия для перехода из жидкого состояния в газообразное. Вот почему, когда мы нагреваем воду до этой температуры, она не вся сразу превращается в пар. Более того, как только вода достигает 100°C, энергия используется для превращения ее в пар, поддерживая постоянную температуру.

Отлично! Со всей этой информацией мы хорошо понимаем, как тепло влияет на систему. Мы уже решили большинство вопросов в начале этой статьи, кроме одного: сколько именно энергии нужно, чтобы заставить воду закипеть? На это можно ответить, введя понятие удельной скрытой теплоты.

Определение и формула для удельной скрытой теплоемкости

Удельная скрытая теплоемкость – это количество энергии, необходимое для изменения состояния 1 кг вещества без изменения его температуры.

Удельная скрытая теплота изменяется от вещества к веществу. Его можно определить экспериментально, используя следующую формулу:

L=Em

удельная скрытая теплота = энергия-масса

где Li — удельная скрытая теплота, E — энергия, а — масса.

Единицы удельной скрытой теплоты

Как указано в предыдущей формуле, удельная скрытая теплота получается как отношение энергии, необходимой для перехода состояния, к массе. Поэтому он получил производные единицы, полученные путем деления единиц энергии на единицы массы. В СИ энергия измеряется в джоулях (Дж), а масса в килограммах (кг). Следовательно, единицы измерения удельной скрытой теплоты равны 9.0003

Дж/килограмм=Джкг.

Уравнение удельной скрытой теплоты

Если известны удельная скрытая теплота и масса вещества, мы можем рассчитать количество тепла, необходимое для изменения состояния, используя уравнение удельной скрытой теплоты с изолированной энергией.

E=Lm

В приведенном выше уравнении E – энергия в джоулях (Дж), удельная скрытая теплота Li – в джоулях на килограмм-Джкг, а m – масса в килограммах (кг). Рассматривая состояния: твердое, жидкое и газообразное, мы можем иметь два различных перехода. Следовательно, у нас есть два разных значения удельной скрытой теплоты для рассмотрения.

Удельная скрытая теплота плавления

Удельная скрытая теплота плавления — это энергия, необходимая для превращения вещества из твердого состояния в жидкое при постоянной температуре.

Важно отметить, что такое же количество энергии должно быть высвобождено системой для перехода из жидкого состояния в твердое. Например, удельная скрытая теплота плавления воды составляет 334 000 Дж/кг. Это означает, что для того, чтобы растопить один килограмм льда, нам нужно выделить 334 000 Дж, но если мы хотим заморозить килограмм воды, нам нужно вместо этого вычесть из него 334 000 Дж.

Удельная скрытая теплота плавления воды говорит нам, сколько энергии нам нужно выделить, чтобы растопить килограмм льда. И наоборот, мы можем заморозить один килограмм воды, вычитая такое же количество энергии из воды. StudySmarter Originals

Напомним, что для того, чтобы произошел переход, вещество должно иметь температуру плавления. В следующей таблице показана удельная скрытая теплота плавления некоторых веществ.

90 207 247 000 902 07 цинк

Вещество	Удельная скрытая теплота плавления Джкг
алюминий	396 000
золото	63 000
железо
серебро	105 000
вода	334 000
112 000

Возможно, вы удивитесь, узнав, что для плавления воды требуется больше энергии, чем большинству других показанных веществ. Однако обратите внимание, что удельная скрытая теплота плавления не имеет ничего общего с температурой плавления! Например, чтобы расплавить килограмм воды, требуется примерно в пять раз больше энергии, чем для плавления одного килограмма золота. Однако температура, при которой плавится вода, составляет 0°С, а золото плавится при 1064°С.

Рассчитайте энергию, необходимую для плавления 8 кг льда при 0°C.

Поскольку дана масса и известна удельная теплота плавления воды, мы можем рассчитать энергию, используя уравнение, введенное ранее.

E=Lm

Теперь подставим известные значения и упростим.

E=8 кг × 334 000 Дж кг = 2 672 000 Дж

Следовательно, нам нужно обеспечить 2 672 000 Дж энергии, чтобы растопить 8 кг льда.

Переходы между состояниями требуют много энергии. Но, в частности, хорошо известна вода, обладающая высокой удельной теплоемкостью. Это означает, что глыбе льда необходимо «поглотить» много тепла из окружающей среды, чтобы растаять. До того, как появились холодильники, люди воспользовались этим свойством воды и использовали большие блоки льда для хранения продуктов, охлаждения напитков и создания замороженных десертов. Были работы, которые заключались в том, чтобы срезать лед с замерзших озер и доставлять его по домам. Это называлось сбором льда.

Производство льда полностью зависело от погоды, и большие глыбы льда добывались из замерзших озер, рек и прудов.

После доставки блок льда был помещен в специальную мебель, называемую «холодильник».

Холодильники использовались для изоляции льда и товаров от окружающей среды, хранения продуктов питания и охлаждения напитков.

Поскольку создание льда полностью зависело от погоды, древние персы разработали коническую структуру, которая могла изолировать лед, собранный зимой. Мало того, поскольку горячий воздух имеет меньшую плотность, чем более холодный воздух, конструкция также позволяла более холодному воздуху опускаться в яму, в то время как более теплый воздух поднимался вверх, направлялся своей формой и выбрасывался наружу. С помощью этих сооружений они могли круглый год сохранять собранный зимой лед!

Коническая форма помогла направить более горячий воздух наружу, оставив более холодный воздух внутри. Этот механизм вместе с предусмотренной изоляцией позволяет хранить лед в течение нескольких месяцев.

Удельная скрытая теплота испарения

Удельная скрытая теплота парообразования — это энергия, необходимая для превращения вещества из жидкости в газ при постоянной температуре.

Для перехода из газообразного состояния в жидкое энергия должна вычитаться из вещества, а не добавляться. В следующей таблице приведены несколько примеров веществ и их удельная скрытая теплота парообразования.

9020 7

железо

9020 7

вода

Вещество	Удельная скрытая теплота парообразования, Джкг
алюминий	10 900 000
золото	1 645 000
6 090 000
серебро	2 390 000
2 256 000
цинк	1 890 000

WASP-121 b — планета, расположенная на расстоянии 880 световых лет от Земли. Там так жарко, что железо испаряется и образует облака. Однако ночью на планете температура падает настолько, что из жидкого металла идет дождь. Рассмотрим 500-килограммовое облако железа на этой планете. Сколько энергии нужно отдать облаку, чтобы из него выпал дождь в виде жидкого железа?

Из предыдущей таблицы видно, что удельная скрытая теплота парообразования железа составляет 6,090,000Джкг. Подставим это значение и известную массу в уравнение энергии и упростим.

E=мл

E=500 кг × 6 090 000 Дж кг = 3 045 000 000 Дж

Поскольку полученное количество настолько велико, что его удобно выразить в научных обозначениях.

3 045 000 000 Дж = 3,045 × 109 Дж

Следовательно, железное облако должно выделять в атмосферу 3,045 × 109 Дж в виде тепла, чтобы иметь возможность лить дождь в жидкой форме.

Удельная скрытая теплота — основные выводы

Внутренняя энергия системы представляет собой сумму отдельных кинетической и потенциальной энергий ее частиц (атомов или молекул).
Температура вещества является мерой кинетической энергии его частиц или молекул.
Во время изменения состояния температура системы , а не изменяется. Любая затрата энергии идет на разрыв или изменение связей частиц системы и/или их удаление друг от друга, накопление потенциальной энергии.
Удельная скрытая теплота плавления — это энергия, которую необходимо сообщить одному килограмму вещества, чтобы оно превратилось из твердого состояния в жидкое при постоянной температуре.

Итоговая контрольная работа по физике (8 класс)

Контрольные работы по физике для 8 класса

Фазовые изменения