Решения заданий ФИПИ ОГЭ по физике: «Тепловые процессы и машины» — с ответами

Физические понятия и примеры

Установите соответствие между физическими понятиями и их примерами.

1. 1
   Удельная теплоёмкость характеризует свойство вещества и является физической величиной.
2. 2
   Градус Цельсия используется как единица измерения температуры.

Ещё 2 шага — в полном решении

Охлаждение воды испарением

В жарких странах для охлаждения воды её обычно содержат в сосудах с пористыми стенками из необожжённой глины. На каком явлении основано охлаждение воды в таком сосуде?

1. 1
   Пористые стенки сосуда пропускают небольшое количество воды к внешней поверхности.
2. 2
   В жарком воздухе вода испаряется. На испарение затрачивается внутренняя энергия воды, поэтому её температура понижается.

Ещё 1 шаг — в полном решении

Вода или водяной пар

Ученику требуется ответить на вопрос: «Что и почему обжигает кожу сильнее: вода или водяной пар одинаковой массы при одной и той же температуре?» Выберите верное утверждение, которое ученик должен…

1. 1
   При соприкосновении с кожей водяной пар конденсируется, то есть превращается в жидкую воду.$$m_{пар} \rightarrow m_{вода}$$
2. 2
   Во время конденсации выделяется теплота, пропорциональная массе пара и удельной теплоте парообразования.$$Q = Lm$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Образование росы

Летними ночами при понижении температуры на листьях растений образуется роса. Какое явление вызывает образование росы?

1. 1
   При понижении температуры водяной пар, находящийся в воздухе, охлаждается.
2. 2
   Газообразная вода превращается в жидкие капли на поверхности листьев. Этот процесс называется конденсацией.

Охлаждение стакана с водой

Возьмём два стакана. Прогреем оба стакана и обернём один из них смоченной в горячей воде бумагой. Заполнив оба стакана этой же горячей водой, мы обнаружим, что вода в стакане, обёрнутом мокрой…

1. 1
   Мокрая бумага соприкасается со стаканом, поэтому при испарении воды с её поверхности теплота отводится от стакана и воды.
2. 2
   Испарение сопровождается поглощением внутренней энергии, поэтому вода в обёрнутом стакане охлаждается быстрее.

Запотевание стёкол автомобиля

Зимой стёкла движущегося автомобиля могут запотеть. Где запотевают стёкла — изнутри или снаружи?

1. 1
   Водитель и пассажиры выдыхают тёплый влажный воздух, содержащий водяной пар.
2. 2
   Внутренняя поверхность зимнего стекла холодная. При соприкосновении с ней воздух охлаждается.

Ещё 1 шаг — в полном решении

Охлаждение при испарении воды

Человек выходит из реки на берег в солнечный летний день. Испытывает ли он при этом чувство прохлады? Температура воды в реке и температура воздуха одинаковы.

1. 1
   После выхода из воды с поверхности тела человека испаряется оставшаяся вода.
2. 2
   На испарение требуется энергия. Вода получает её от тела человека, поэтому внутренняя энергия и температура поверхности тела уменьшаются.

Ещё 1 шаг — в полном решении

Удельная теплота плавления

По результатам нагревания тела массой $5\ \text{кг}$, первоначально находившегося в кристаллическом состоянии, построен график зависимости температуры этого тела от полученного им количества…

1. 1
   Горизонтальный участок графика соответствует плавлению тела: температура остаётся постоянной, а теплота расходуется на плавление.$$Q_{\text{пл}} = Q_2 - Q_1$$
2. 2
   По графику начало плавления соответствует $Q_1 = 300\ \text{кДж}$, а конец — $Q_2 = 1050\ \text{кДж}$.$$Q_{\text{пл}} = 1050 - 300 = 750\ \text{кДж}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Количество теплоты при плавлении

В керамическую чашечку (тигель) опустили электрический термометр и насыпали кристаллическую серу. После этого тигель поместили в печь. Диаграмма изменения температуры серы с течением времени…

1. 1
   На графике участку плавления соответствует горизонтальный отрезок, на котором температура серы постоянна: от 2 до 6 минут.$$t = 6 - 2 = 4\ \text{мин}$$
2. 2
   Печь передаёт сере в среднем 1 кДж теплоты каждую минуту.$$Q = q t = 1 \cdot 4 = 4\ \text{кДж}$$

Удельная теплота плавления

На рисунке показан график зависимости температуры вещества от полученного им количества теплоты. Масса вещества равна $0{,}4$ кг. Первоначально вещество было в твёрдом состоянии. Какова удельная…

1. 1
   Плавление происходит на горизонтальном участке графика, где температура постоянна.$$Q = (4 - 1) \cdot 10^5 = 3 \cdot 10^5\ \text{Дж}$$
2. 2
   Используем связь количества теплоты с удельной теплотой плавления.$$\lambda = \frac{Q}{m} = \frac{3 \cdot 10^5}{0{,}4} = 7{,}5 \cdot 10^5\ \text{Дж/кг}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Неиспользованная энергия топлива

КПД тепловой машины равен 25 %. При сгорании топлива выделилось количество теплоты, равное 10 МДж. Какова энергия, которая не была использована на совершение полезной работы?

1. 1
   КПД показывает, какая доля выделившейся теплоты превращается в полезную работу. Поэтому доля неиспользованной энергии равна:$$1 - \eta = 1 - 0{,}25 = 0{,}75$$
2. 2
   Умножим эту долю на количество теплоты, выделившееся при сгорании топлива:$$Q_{\text{неисп}} = 0{,}75 \cdot 10\ \text{МДж} = 7{,}5\ \text{МДж}$$

Количество теплоты при плавлении

На рисунке показан график зависимости температуры вещества от поглощённого им количества теплоты. Масса вещества равна 4 кг. Первоначально оно находилось в твёрдом состоянии. Какое количество…

1. 1
   Плавление происходит при постоянной температуре, поэтому ему соответствует горизонтальный участок графика от $Q_1=1\cdot10^5\,\text{Дж}$ до $Q_2=4\cdot10^5\,\text{Дж}$.$$Q_{\text{плавл.}}=Q_2-Q_1$$
2. 2
   Находим количество теплоты, поглощённое веществом при плавлении.$$Q_{\text{плавл.}}=(4-1)\cdot10^5=3\cdot10^5\,\text{Дж}=300\,\text{кДж}$$

Удельная теплота плавления

На рисунке показан график зависимости температуры вещества от поглощённого им количества теплоты. Масса вещества — 0,5 кг. Первоначально вещество находилось в твёрдом состоянии. Какова удельная…

1. 1
   Плавление происходит на горизонтальном участке графика, где температура вещества не изменяется.$$Q_{\text{плавл}} = (4 - 1) \cdot 10^5 = 3 \cdot 10^5\ \text{Дж}$$
2. 2
   Используем связь количества теплоты с удельной теплотой плавления:$$Q_{\text{плавл}} = \lambda m$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Количество теплоты при плавлении

На рисунке приведён график зависимости температуры вещества массой 3 кг от поглощённого им количества теплоты. В начале опыта вещество находилось в кристаллическом состоянии. Какое количество…

1. 1
   Плавление вещества соответствует горизонтальному участку графика, на котором температура постоянна.
2. 2
   По графику плавление начинается при $Q_1 = 2 \cdot 10^5$ Дж и заканчивается при $Q_2 = 8 \cdot 10^5$ Дж.$$Q_\text{пл} = Q_2 - Q_1$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Удельная теплота плавления

На диаграмме для двух веществ приведены значения количества теплоты, необходимого для плавления 500 г вещества, нагретого до температуры плавления. Во сколько раз удельная теплота плавления второго…

1. 1
   Количество теплоты при плавлении определяется формулой $Q = \lambda m$.
2. 2
   Массы обоих веществ одинаковы: $m = 500\ \text{г}$. Поэтому отношение удельных теплот плавления равно отношению количеств теплоты.

Ещё 2 шага — в полном решении

Парообразование спирта

Какое количество теплоты необходимо затратить, чтобы перевести в газообразное состояние 0,1 кг спирта при температуре кипения?

1. 1
   При температуре кипения для полного превращения жидкости в пар используется формула:$$Q = Lm$$
2. 2
   Подставим удельную теплоту парообразования спирта и массу:$$Q = 900 \cdot 0{,}1 = 90\ \text{кДж}$$

Удельная теплота парообразования

На диаграмме для образцов одинаковой массы из двух веществ приведены значения количества теплоты, необходимого для их перехода из жидкого состояния в газообразное при температуре кипения. Во сколько…

1. 1
   Количество теплоты при переходе жидкости в газообразное состояние определяется формулой:$$Q = Lm$$
2. 2
   Массы образцов одинаковы, поэтому отношение удельных теплот парообразования равно отношению количеств теплоты, затраченных на переход в газообразное состояние.$$\frac{L_2}{L_1} = \frac{Q_2}{Q_1}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Количество теплоты при плавлении снега

В котелок насыпали снег и поставили на электрическую плитку. Плитка каждую минуту передаёт котелку количество теплоты, равное в среднем 50 кДж. Диаграмма изменения температуры снега с течением…

1. 1
   Плавление происходит на горизонтальном участке графика, когда температура постоянна: с 5-й по 15-ю минуту.$$t = 15 - 5 = 10\ \text{мин}$$
2. 2
   За каждую минуту плитка передаёт 50 кДж теплоты, поэтому за 10 минут переданное количество теплоты равно:$$Q = 50 \cdot 10 = 500\ \text{кДж}$$

Удельная теплота плавления

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
   По диаграмме количество теплоты, необходимое для плавления 100 г второго вещества, равно 9 кДж.$$Q = 9\ \text{кДж}$$
2. 2
   Переведём массу вещества в килограммы.$$m = 100\ \text{г} = 0{,}1\ \text{кг}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении

Удельная теплоёмкость вещества

При нагревании и плавлении кристаллического вещества массой 100 г измеряли температуру вещества и количество теплоты, сообщённое ему. Данные измерений представлены в таблице. Считая, что потерями…

1. 1
   На участке нагревания твёрдого вещества температура повышается от $50$ °C до $250$ °C. Этому соответствует сообщение количества теплоты от $0$ до $4{,}8$ кДж.$$\Delta t = 250 - 50 = 200\ ^\circ\mathrm{C}$$
2. 2
   Переведём массу и количество теплоты в единицы СИ: $m = 100$ г $= 0{,}1$ кг, $Q = 4{,}8$ кДж $= 4800$ Дж.$$m = 0{,}1\ \mathrm{кг},\quad Q = 4800\ \mathrm{Дж}$$

Ещё 1 шаг — в полном решении