Задания
4. Для чего потребуется больше теплоты: для нагревания алюминиевой кастрюли или находящейся в ней воды? Массы кастрюли и воды одинаковы.
5. Свинцовый, латунный и стальной цилиндры, массы которых по 1 кг, охладились на 1 °С. На сколько джоулей и как изменилась внутренняя энергия каждого цилиндра.
6. Почему зимой маленькие и мелкие озёра замерзают быстрее, чем большие и глубокие?
Ответы на вопрос
4. Для нагревания воды потребуется больше теплоты, чем для нагревания алюминиевой кастрюли. Это связано с высокой удельной теплоемкостью воды, что означает, что вода может поглотить и сохранить большее количество теплоты при нагревании. Алюминиевая кастрюля также нагревается, но у нее меньшая удельная теплоемкость, поэтому для ее нагрева до той же температуры потребуется меньше теплоты.
5. Изменение внутренней энергии (ΔU) можно рассчитать с использованием закона теплообмена:
ΔU = m * c * ΔT
Где:
- m - масса цилиндра (1 кг для всех цилиндров)
- c - удельная теплоемкость вещества
- ΔT - изменение температуры (в данном случае 1 °C)
У разных материалов разные значения удельной теплоемкости, поэтому ΔU будет разным для свинцового, латунного и стального цилиндров.
6. Маленькие и мелкие озера замерзают быстрее из-за большей взаимосвязи с окружающими тепловыми условиями. Основная причина - большая открытая поверхность на единицу объема. Толщина льда зависит от разницы температуры поверхности и воды, и толщина увеличивается пропорционально этой разнице. В маленьких озерах больше воды находится ближе к поверхности, поэтому она быстрее охлаждается и замерзает. В больших и глубоких озерах больше воды остается теплой, поэтому они замерзают медленнее. Кроме того, большие озера имеют большую массу воды, которая требует больше тепла для охлаждения и замерзания.