Решения заданий ФИПИ ОГЭ по физике: «Молекулярная физика» — с ответами

Охлаждение морса льдом

Для охлаждения морса в кастрюле используют лёд: в первом случае лёд кладут вниз, под дно кастрюли, во втором случае — наверх, в перевёрнутую крышку кастрюли (см. рисунок). Процесс охлаждения морса…

1. 1
   Если лёд находится сверху, охлаждение происходит быстрее: охлаждённые верхние слои жидкости опускаются, а более тёплые поднимаются.
2. 2
   Перемещение слоёв жидкости при изменении их плотности — это конвекция.

Ещё 2 шага — в полном решении

Нагревание воздуха в шарике

Наденем на пустую бутылку воздушный шарик и опустим бутылку на несколько минут в сосуд с водой. Мы увидим, что шарик надулся. Это связано с изменением скорости теплового движения молекул воздуха и…

1. 1
   Бутылку опускают в горячую воду, поэтому воздух внутри бутылки нагревается.
2. 2
   При нагревании увеличивается скорость теплового движения молекул воздуха.

Ещё 2 шага — в полном решении

Плотность жидкого вещества

Определите плотность жидкого вещества, целиком заполняющего ведро ёмкостью 10 л, если масса вещества равна 8 кг.

1. 1
   Плотность вещества равна отношению его массы к объёму.$$\rho = \dfrac{m}{V}$$
2. 2
   Переведём объём ведра в кубические метры: $10\ л = 0{,}01\ м^3$.$$V = 0{,}01\ м^3$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Количество теплоты при охлаждении

Какое количество теплоты отдало при остывании медное тело массой $2\ \text{кг}$, взятое при температуре $180\ ^\circ\text{C}$, если его конечная температура равна $170\ ^\circ\text{C}$?

1. 1
   При охлаждении тело отдаёт количество теплоты, определяемое формулой:$$Q = cm(t_1 - t_2)$$
2. 2
   Разность начальной и конечной температур составляет:$$\Delta t = 180 - 170 = 10\ ^\circ\text{C}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Масса медного тела

Медное тело при охлаждении на $10\ ^\circ\mathrm{C}$ отдаёт количество теплоты, равное $8000\ \mathrm{Дж}$. Чему равна масса этого тела?

1. 1
   При охлаждении количество теплоты определяется формулой:$$Q = cm\Delta t$$
2. 2
   Выразим массу тела:$$m = \dfrac{Q}{c\Delta t}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Температура теплового равновесия

Температура в лаборатории поддерживается равной $20\ ^\circ\mathrm{C}$. В помещение лаборатории вносят два медных бруска. Первый брусок имеет массу $5\ \mathrm{кг}$ и начальную температуру…

1. 1
   Лаборатория поддерживается при постоянной температуре, поэтому окружающая среда является источником или приёмником теплоты для брусков.$$t_{\text{лаб}} = 20\ ^\circ\mathrm{C}$$
2. 2
   Через достаточно длительное время при достижении теплового равновесия температура обоих брусков сравняется с температурой лаборатории.$$t_1 = t_2 = t_{\text{лаб}}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Охлаждение стальной детали

На сколько градусов охладится стальная деталь массой 10 кг, если отданное ею количество теплоты равно 1 МДж?

1. 1
   Количество теплоты, отданное деталью, связано с изменением её температуры формулой:$$Q = cm\Delta t$$
2. 2
   Для стали $c = 500\,\mathrm{Дж/(кг\cdot ^\circ C)}$, масса детали $m = 10\,\mathrm{кг}$, количество теплоты $Q = 1\,\mathrm{МДж} = 1\,000\,000\,\mathrm{Дж}$.$$\Delta t = \frac{Q}{cm}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Остывание медного подсвечника

Медный подсвечник массой 2 кг нагрели до температуры 230 $^\circ\mathrm{C}$. Какое количество теплоты выделилось при остывании подсвечника до температуры 30 $^\circ\mathrm{C}$?

1. 1
   При охлаждении подсвечника разность температур равна:$$\Delta t = t_1 - t_2 = 230 - 30 = 200\ ^\circ\mathrm{C}$$
2. 2
   Количество теплоты, выделившееся при охлаждении медного подсвечника:$$Q = cm\Delta t = 400 \cdot 2 \cdot 200 = 160000\ \mathrm{Дж}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Удельная теплоёмкость тела

На рисунке представлен график зависимости температуры $t$ твёрдого тела от полученного им количества теплоты $Q$. Масса тела — $5\ \text{кг}. $ Чему равна удельная теплоёмкость вещества этого тела?

1. 1
   Запишем формулу количества теплоты при нагревании тела.$$Q = cm\Delta t$$
2. 2
   По графику тело получило $Q = 300\ \text{кДж} = 300\,000\ \text{Дж}$, а температура повысилась от $100\ ^\circ\text{С}$ до $400\ ^\circ\text{С}$.$$\Delta t = 400 - 100 = 300\ ^\circ\text{С}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Нагревание льда

Чему равна масса льда, взятого при температуре $-10\ ^\circ\mathrm{C}$, если на его нагревание до температуры плавления было затрачено количество теплоты, равное $4200\ \mathrm{Дж}$?

1. 1
   Лёд нагревается от $-10\ ^\circ\mathrm{C}$ до $0\ ^\circ\mathrm{C}$, поэтому изменение температуры равно $10\ ^\circ\mathrm{C}$.$$\Delta t = 0 - (-10) = 10\ ^\circ\mathrm{C}$$
2. 2
   Количество теплоты при нагревании тела определяется формулой $Q = cm\Delta t$. Для льда $c = 2100\ \mathrm{Дж/(кг\cdot{}^\circ C)}$.$$m = \dfrac{Q}{c\Delta t}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Удельная теплоёмкость вещества

На диаграмме для двух веществ приведены значения количества теплоты, необходимого соответственно для нагревания 1 кг вещества на 10 °C и для плавления 100 г вещества, нагретого до температуры…

1. 1
   Согласно диаграмме, для нагревания 1 кг второго вещества на 10 °C требуется количество теплоты 4 кДж.$$Q = 4\ \text{кДж} = 4000\ \text{Дж}$$
2. 2
   Из формулы количества теплоты выразим удельную теплоёмкость.$$c = \frac{Q}{m\Delta t}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Изменение свойств жидкости при охлаждении

Колбу с жидкостью закрыли пробкой, в которую вставили тонкую трубку. В процессе охлаждения колбы с жидкостью наблюдали понижение уровня жидкости в трубке (см. рисунок). Как при этом изменились…

1. 1
   Понижение уровня жидкости в трубке показывает, что при охлаждении объём жидкости уменьшился. Масса жидкости при этом не изменилась.
2. 2
   При постоянной массе и уменьшении объёма плотность жидкости увеличивается.$$\rho = \dfrac{m}{V}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Изменение свойств свинца

Свинцовый шарик охлаждают в холодильнике. Как при этом меняется плотность шарика и средняя скорость теплового движения частиц свинца?

1. 1
   При охлаждении свинцовый шарик сжимается, поэтому его объём уменьшается, а масса остаётся постоянной.$$\rho = \dfrac{m}{V}$$
2. 2
   При постоянной массе и уменьшении объёма плотность шарика увеличивается.

Ещё 1 шаг — в полном решении

Нагревание стального шарика

В процессе нагревания стальной шарик перестал пролезать сквозь металлическое кольцо (см. рисунок). Как при этом изменились плотность шарика и средняя кинетическая энергия движения частиц материала…

1. 1
   При нагревании стальной шарик расширяется: его объём увеличивается, а масса остаётся постоянной.$$V \uparrow,\quad m = \mathrm{const}$$
2. 2
   Так как плотность равна отношению массы к объёму, увеличение объёма приводит к уменьшению плотности шарика.$$\rho = \dfrac{m}{V},\quad \rho \downarrow$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Остывание шарика и свойства вещества

Нагретый шарик застрял в металлическом кольце, а после остывания проскользнул сквозь кольцо. Как в процессе остывания шарика изменились его плотность и средняя кинетическая энергия движения частиц…

1. 1
   При остывании шарик сжимается: его объём уменьшается, а масса остаётся неизменной.
2. 2
   Так как плотность определяется отношением массы к объёму, при уменьшении объёма плотность шарика увеличивается.$$\rho = \frac{m}{V}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Изменение скорости и плотности воды

Бутылку воды в прохладный день внесли с улицы в тёплое помещение. Температура на улице равна $10\ ^\circ\mathrm{C}$, а в помещении равна $25\ ^\circ\mathrm{C}$. Как при этом изменились средняя…

1. 1
   Температура воды повышается от $10\ ^\circ\mathrm{C}$ до $25\ ^\circ\mathrm{C}$. При повышении температуры средняя скорость теплового движения молекул увеличивается.$$T\uparrow \Rightarrow v_{\text{ср}}\uparrow$$
2. 2
   В указанном диапазоне температур при нагревании воды её плотность уменьшается.$$\rho\downarrow$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Нагревание свинцового шарика

Свинцовый шарик нагрели в пламени свечи. Как при этом изменились средняя кинетическая энергия теплового движения частиц свинца и среднее расстояние между ними?

1. 1
   При нагревании свинцового шарика повышается температура вещества. Средняя кинетическая энергия теплового движения частиц прямо связана с температурой, поэтому она увеличивается.
2. 2
   При нагревании твёрдое тело расширяется: среднее расстояние между частицами увеличивается.

Нагревание свинцового шарика

Свинцовый шарик нагрели в пламени свечи. Как при этом изменились средняя скорость теплового движения частиц свинца и масса шарика?

1. 1
   При нагревании температура свинцового шарика увеличивается. Средняя скорость теплового движения частиц вещества при этом увеличивается.
2. 2
   Нагревание не приводит к изменению количества вещества в шарике, поэтому его масса не изменяется.

Ещё 1 шаг — в полном решении

Изменение свойств газа

В цилиндре под герметичным поршнем находится газ. Поршень перемещают вниз. Температура газа поддерживается постоянной. Как по мере перемещения поршня изменяются плотность газа и средняя скорость…

1. 1
   Газ находится в герметичном цилиндре, поэтому его масса постоянна. При движении поршня вниз объём газа уменьшается.$$V \downarrow$$
2. 2
   Плотность газа равна отношению массы к объёму. При постоянной массе и уменьшении объёма плотность увеличивается.$$\rho = \dfrac{m}{V},\quad \rho \uparrow$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Изменение свойств жидкости при нагревании

Колбу с жидкостью закрыли пробкой, в которую вставили тонкую трубку. В процессе нагревания колбы с жидкостью наблюдали повышение уровня жидкости в трубке. Как при этом изменились плотность жидкости…

1. 1
   Повышение уровня жидкости в трубке означает, что при нагревании объём жидкости увеличился.
2. 2
   Масса жидкости не изменяется, поэтому при увеличении объёма её плотность уменьшается.$$\rho = \frac{m}{V}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении