Реши задание на изображении
Полностью видны задания 3–6; верхняя строка на фото обрезана.
Краткие ответы: 3. Ответ ученика неполный: нужно добавить «1 кг цинка». 4. Сильнее изменится температура медной гирьки. 5. 1 — подсолнечное масло, 2 — керосин, 3 — вода. 6. 1 — вода, 2 — алюминий.
3. Удельная теплоёмкость цинка
Удельная теплоёмкость показывает, сколько теплоты нужно для нагревания 1 кг вещества на 1 °C.
\[ c=\frac{Q}{m\Delta t} \quad\Rightarrow\quad Q=cm\Delta t. \]
Для цинка \(c=400\ \text{Дж}/(\text{кг}\cdot^\circ\text{C})\), значит:
\[ Q=400\cdot 1\cdot 1=400\ \text{Дж} \]
только для 1 кг цинка. Если масса другая, теплота будет другой: например, для 2 кг — уже 800 Дж.
Вывод: ученик не указал массу 1 кг, поэтому его ответ неточный, хотя идея верная.
4. Медная и стальная гирьки
Количество теплоты:
\[ Q=cm\Delta t \quad\Rightarrow\quad \Delta t=\frac{Q}{cm}. \]
Массы и полученная теплота одинаковы. Значит, температура сильнее изменится у того металла, у которого меньше удельная теплоёмкость.
По таблице:
\[ c_{\text{меди}}\approx 400\ \text{Дж}/(\text{кг}\cdot^\circ\text{C}), \qquad c_{\text{стали}}\approx 500\ \text{Дж}/(\text{кг}\cdot^\circ\text{C}). \]
У меди теплоёмкость меньше, поэтому:
\[ \Delta t_{\text{меди}}>\Delta t_{\text{стали}}. \]
Ответ: у медной гирьки температура изменится больше.
5. Вода, керосин, подсолнечное масло
Для одинаковых нагревателей и одинаковых масс:
\[ Q=P\tau, \qquad \Delta t=\frac{Q}{cm}=\frac{P\tau}{cm}. \]
При одинаковом времени \(\tau\):
\[ \Delta t \propto \frac{1}{c}. \]
То есть чем больше удельная теплоёмкость, тем медленнее нагревается вещество и тем меньше наклон графика.
Удельные теплоёмкости примерно равны:
\[ c_{\text{воды}}=4200, \qquad c_{\text{керосина}}\approx 2100, \qquad c_{\text{масла}}\approx 1700 \ \text{Дж}/(\text{кг}\cdot^\circ\text{C}). \]
Следовательно:
- самое медленное нагревание — вода, самый пологий график — 3;
- среднее — керосин — 2;
- самое быстрое — подсолнечное масло — 1.
Ответ: 1 — подсолнечное масло, 2 — керосин, 3 — вода.
6. Вода и алюминиевый чайник
Массы воды и алюминия одинаковы, температуры при нагревании тоже одинаковы. Количество теплоты:
\[ Q=cm\Delta t. \]
Значит:
\[ Q_{\text{воды}}>Q_{\text{алюминия}}, \]
потому что
\[ c_{\text{воды}}=4200\ \text{Дж}/(\text{кг}\cdot^\circ\text{C}), \qquad c_{\text{алюминия}}\approx 920\ \text{Дж}/(\text{кг}\cdot^\circ\text{C}). \]
Отношение:
\[ \frac{Q_{\text{воды}}}{Q_{\text{алюминия}}} \approx \frac{4200}{920} \approx 4{,}6. \]
Вода получает примерно в 4,6 раза больше теплоты при том же нагревании. Поэтому её график идёт выше/круче.
Ответ: график 1 — вода, график 2 — алюминий.
