Какой из перечисленных ниже материалов хуже всего проводит тепло: Какой из перечисленных ниже материалов хуже всего проводит тепло?

Сборник самостоятельных и контрольных работ -8 класс

 

КГУ «Пригородная средняя школа»

ГУ «Отдел образования акимата Житикаринского района»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сборник самостоятельных и контрольных работ

по физике

 

8  класс

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                       Автор: Чосик Любовь Михайловна,

                                                                                учитель физики, первая

                                                                                           квалификационная категория

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Самостоятельная работа

«Внутренняя энергия и виды теплопередачи»

 

1 вариант.

 

1.   Ножовка нагревается, когда ей пилят доску  и когда она лежит на солнце в жаркий

      летний день. Назовите способы изменения внутренней энергии ножовки в обоих

      случаях.

2.   Когда автомобиль больше расходует горючего: при езде без остановки или

      с остановками?

3.   Почему снег, покрытый сажей или грязью, тает быстрее, чем чистый?

 

2 вариант.

 

1.   Почему солнечными лучами нагревается  закопченное стекло, а чистое нет?

2.   Резиновые грелки наполняются горячей водой, а не горячим воздухом. Почему?

3.   Почему при быстром скольжении вниз по канату или шесту можно обжечь руки?

 

3 вариант.

 

1.   Почему при множественном  сгибании  алюминиевой проволоки она быстро

      нагревается. Объясните явление.

2.   Почему мука из под жерновов выходит горячей?

3.    Почему горячий чай остынет быстрее, если его помешивать ложкой?

 

4 вариант.

 

1.   Внутренняя энергия тела увеличивается, когда его ….

         А)   нагревают;

         В)   приводят в движение;

         С)   поднимают на некоторую высоту;

         Д)   перемещают снизу вверх.

2.   Почему сады не рекомендуют разводить в низинах?

3.   Зачем водопроводные трубы зарывают глубоко в землю?

 

5 вариант.

 

1.   Воду в кастрюле нагревают с помощью небольшого электрокипятильника.

      Где нужно его поместить, чтобы вся вода нагрелась как можно быстрее?

         А)   посредине кастрюли;

         В)   в верхних слоях воды;

         С)   в нижних слоях воды;

         Д)   положение кипятильника не имеет значения.

2.   Спичка загорается при внесении её в пламя огня и при трении о коробок.

      В чем сходство и различие причин, приводящих к воспламенению спички в обоих

      случаях?

3.    Почему зимой в тесной обуви холоднее, чем в просторной?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Самостоятельная работа

«Количество теплоты. Энергия топлива»

 

1 вариант.

 

1.   На что расходуется больше энергии: на нагревание кастрюли или воды, налитой в неё,

      если их массы одинаковы?

2.   Определите удельную теплоёмкость серебра массой 120 г при  остывании от 66 ⁰С до

      16 ⁰С, если он передал окружающей среде 1,5 кДж теплоты.

3.   Определите, какое количество теплоты выделится при сжигании 2 кг сухих

      березовых дров?

 

2 вариант.

 

1.   Почему вода в кружке быстрее закипит, чем в чайнике?

2.   Какова удельная теплота сгорания древесного угля, если при полном сгорании 10 кг

      Выделяется 340 * 10³ кДж энергии?

3.   Какое количество теплоты выделилось при охлаждении стальной детали массой 540 г

      с начальной температурой 20

0С, когда её поместили в холодильник, температура

      которого – 80⁰С?

 

3 вариант.

 

1.   Какого цвета одежду следует носить зимой; летом?

2.   Железное тело, нагретое до 540 ⁰С опускают в воду масса которой 5 кг.

      Температура воды меняется от 7 ⁰С до 40 ⁰С. Определите массу опущенного тела.

3.   Какую массу природного газа надо сжечь, чтобы получить 4,4 * 10⁶ МДж энергии?

 

4 вариант.

 

1.    В кипящей воде нагрели три одинаковых цилиндра из: олова, свинца и железа.

      Цилиндры поставили на лёд. Под каким цилиндром  растает больше льда?

2.   Медную деталь массой 100 г охладили  до 25 ⁰С. При этом выделилось 15 кДж

      энергии. До какой температуры она была нагрета первоначально?

3.   Какой объём бензина нужно сжечь, чтобы выделилось 6,53 * 10⁴ МДж?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа

 

«Расчёт количества теплоты»

 

1 вариант

 

1.

   Продукты положили в холодильник. Как изменилась их внутренняя энергия?

 

2.   Какой из перечисленных ниже материалов лучше всего проводит тепло?

         а)   бумага;

         в)   воздух;

         с)   железо;

         д)   древесина.

 

3.   Железный утюг массой 1,5 * 10³ кг нагрели от 20 ^оС до 110 ^оС. Какое количество

      теплоты необходимо для его нагревания?

 ——————————————————————————————————————–

4.   Какое количество теплоты выделится при полном сгорании 1 м³ нефти?

 

5.   Сколько природного газа надо сжечь, чтобы нагреть воду объёмом 40 л от 15 ^оС до

      45 ^оС? Потери энергии не учитывать.

 ——————————————————————————————————————–

6.   В холодную воду массой 8 кг, температура которой 5 ^оС, долили 6 кг горячей воды.

      Какова была температура горячей воды, если температура смеси оказалась равной

      35 ^оС? Потери энергии не учитывать.

 

 

2 вариант

 

1.   Объясните, почему батареи отопления ставят обычно внизу под окнами, а не вверху?

 

2.   Какой из перечисленных ниже материалов хуже всего проводит тепло?

         А)   железо;

         в)   железные опилки;

         с)   дерево;

         д)   древесные опилки.

 

3.   Рассчитайте количество теплоты, необходимое для нагревания алюминиевой ложки

       массой 50 г от 20 ^оС до 80 ^оС.

 ——————————————————————————————————————–

4.   Какое количество теплоты выделится при полном сгорании керосина объёмом 5 л?

 

5.   Найдите объём воды, которую можно нагреть от 40 ^оС до 62 ^оС за счёт энергии,

      полученной при сжигании 4 кг бензина. Потери энергии не учитывать.

 ——————————————————————————————————————–

6.   В холодную воду массой 300 г, имеющую температуру 10 ^оС, опускают нагретый

      в кипящей воде медный брусок массой 1 кг. Какой станет температура воды?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа

 

«Расчёт количества теплоты»

 

3 вариант

 

1.   Какие из перечисленных явлений относятся к механическим, а какие к тепловым:

         а)   падение камня на землю;

         в)   испарение воды;

         с)   движение автомобиля;

         д)   нагревание спутника при спуске в плотных слоях атмосферы?

 

2.    Зачем ручки кастрюль и сковородок изготавливают из дерева или из пластмассы?

 

3.   При полном сгорании сухих дров выделилось 50 МДж энергии. Какая масса

      дров сгорела?

 ——————————————————————————————————————–

4.   На сколько градусов повысится температура 4 л воды, если она получит 168 кДж

      энергии?

 

5.   Сколько граммов спирта потребуется, чтобы нагреть до кипения 3 кг воды, взятой

      при температуре 20 ^оС? Потери энергии не учитывать.

 

 ——————————————————————————————————————–

6.   При обработке на станке стальной детали массой 15 кг она нагрелась за 2 мин на 50 ^оС.

      Какова мощность станка, если половина затраченной энергии перешла во внутреннюю

      энергию детали?

 

4 вариант

 

1.    Что сильнее обжигает 100-градусный пар или вода той же температуры? Почему?

 

2.   В радиатор автомобиля летом заливают именно воду, а не другие жидкости.

      Назовите значимые причины.

 

3.   Длина прямоугольного бассейна 100 м, ширина 40 м, глубина 2 м. Вода в бассейне

      нагрелась от 13 ^оС до 25 ^оС. Какое количество теплоты получила вода?

 ——————————————————————————————————————–

4.   Определите плотность топлива, если при  сгорании 2 м³ выделяется 73600 МДж

      теплоты. Удельная теплота сгорания данного топлива 46 * 10 ⁶ кг/Дж.

 

5.   Как изменится температура воды массой 800 г, если ей сообщить такое же количество

      теплоты, какое идет на нагревание алюминиевого цилиндра массой 2 кг на 200 ^оС?

 —————————————————————————————————————— –

6.     В воду массой 5 кг, взятую при температуре 7 ^оС, погрузили кусок железа, нагретый

      до 540 ^оС. Определите массу железа, если температура смеси стала равной 40 ^оС

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Самостоятельная работа

«Изменение агрегатных состояний вещества»

 

1 вариант.

 

1.   Какое количество теплоты выделится в окружающую среду при кристаллизации

      300 г свинца?

2.   Какое количество воды можно превратить в пар, если передать воде 1,5 * 10⁶ Дж

      тепла? Начальная температура воды 100 ^оС.

3.   Почему даже в жаркий день, выйдя из реки после купания, человек ощущает холод?

 

2 вариант

 

1.   Для плавления куска парафина массой 400 г, взятого при температуре плавления,

      потребовалось 60 кДж тепла. Определите удельную теплоту плавления парафина.

2.   Какое количество теплоты выделится в окружающую среду при конденсации

      50 г водяного пара?

3.   Почему холодное стекло покрывается тонким слоем влаги, если на него подышать?

 

3 вариант.

 

1.   Какое количество теплоты выделится в окружающую среду при кристаллизации

      0,6 кг олова?

2.   Какое количество энергии выделится при конденсации 200 г воды?

3.   Когда и почему запотевают очки?

 

4 вариант.

 

1.   Какое количество энергии потребуется, чтобы расплавить 10 кг меди?

      Начальная температура меди соответствует температуре плавления.

2.   Какое количество теплоты необходимо передать 2 л воды, чтобы её полностью

      перевести в газообразное состояние при температуре кипения?

3.   Чем отличается процесс испарения от кипения жидкости?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа

 

«Изменение агрегатных состояний вещества. КПД тепловых машин»

 

1 вариант

1.   Какие термометры нужно применять на севере для измерения температуры наружного

      воздуха: ртутные или спиртовые? Почему?

2.   Воду массой 500 г взяли при температуре кипения. Какое количество теплоты

      необходимо для того чтобы воду полностью перевести в газообразное состояние?

3.   Какое количество энергии необходимо передать 1,5 кг льда, чтобы его полностью

      расплавить при 0 ^оС?

 ——————————————————————————————————————–

4.    В калориметр поместили лёд и включили нагреватель. На рисунке приведен график

      зависимости температуры в калориметре от полученного количества теплоты.

      Какой участок графика соответствует процессу разрушения кристаллической решетки

      льда?

 

 

 

 

 

 

5.   Какое количества теплоты необходимо для превращения 5 кг снега, взятого

      при температуре   -20 ^оС, в воду при температуре 100 ^оС?

 ——————————————————————————————————————-

6.   Двигатель мощностью 36 кВт за 6 ч работы израсходовал 60 л керосина. Каков

      КПД двигателя?

 

 

 

2 вариант

1.   Расплавится ли нафталин, брошенный в кипящую воду?

2.   Какое количество теплоты выделится при конденсации 200 г водяного пара?

3.   Какая масса свинца, при температуре 327 ^оС расплавится, если ей передано

      11,5 кДж теплоты?

 ——————————————————————————————————————–

4.    На мороз вынесли резиновый шар, заполненный горячим паром. На рисунке приведен

      график зависимости температуры в шаре от переданного окружающей среде

      количества теплоты. Какой участок графика соответствует охлаждению воды,

      образовавшейся при конденсации пара?

 

 

 

 

 

 

5.   Какое количество теплоты выделится при превращении 4 л воды в лёд?

      Начальная температура воды 20 ^оС.

 

 ——————————————————————————————————————–

6.   Каков КПД теплового двигателя, если для совершения полезной работы 80 МДж

      надо сжечь 20 кг каменного угля?

 

 

 

 

 

Контрольная работа

 

«Изменение агрегатных состояний вещества. КПД тепловых машин»

 

3 вариант

1.   Будет ли таять лёд, если его внести в помещение с температурой 0 ^оС?

2.   Вычислите, какое количество энергии необходимо потратить, чтобы испарить 0,2 л

      воды при температуре  кипения.

3.   Определите удельную теплоту плавления бруска массой 130 г если ему было передано

      49,4 кДж энергии. Определите вещество, из которого он был изготовлен.

 ——————————————————————————————————————–

4.   В калориметре со льдом включили нагреватель. На рисунке приведен график

      зависимости температуры в калориметре от полученного количества теплоты. Какой

      участок  графика соответствует кипению воды, образовавшейся при таянии льда?

 

 

 

 

 

 

5.   В чайник налили 1,5 л воды при температуре 20 ^оС и поставили на огонь.

      Вода нагрелась до 100 ^оС и частично выкипела (осталось 1,4 л). Какое количество

      теплоты получила вода?

 ——————————————————————————————————————–

6.   Автомобиль прошел 60 км, израсходовав 8 кг бензина. Развиваемая мощност

      двигателя 45 кВт. С какой скоростью двигался автомобиль, если КПД его

      двигателя 30%?

 

 

 

4 вариант

1.   Существует два способа парообразования: испарение и кипение. Укажите различия

      данных процессов.

2.   Какое количество теплоты необходимо передать 200 г спирта, чтобы его полностью

      испарить при температуре кипения?

3.   Стальная деталь массой 750 г полностью расплавилась при температуре 1400 ^оС.

      Какая энергия при этом выделится?

 ——————————————————————————————————————–

4.    На мороз вынесли резиновый шар, заполненный горячим паром. На рисунке приведен

      график зависимости температуры в шаре от переданного окружающей среде

      количества теплоты. Какой участок графика соответствует охлаждению льда?

     

 

 

 

 

 

5.   В калориметр с водой при температуре 0 ^оС, впустили 10 г водяного пара

      с температурой 100 ^оС. В результате этого в калориметре установилась температура

      60 ^оС. Какой стала масса образовавшейся воды?

 ——————————————————————————————————————–

6.   какую массу бензина израсходует тепловой двигатель с КПД 25 % для совершениия

      полезной работы 400 кДж?

 

 

 

 

Самостоятельная работа

«Электризация тел»

 

1 вариант.

1.   Эбонитовая палочка приобретает при трении о мех отрицательный заряд.

      Это происходит вследствие перехода….

         А)  … электронов с меха на палочку;

         В)  … электронов с палочки на мех;

         С)  … нейтронов с меха на палочку;

         Д)  … нейтронов с палочки на мех.

 

2.   В ядре атома углерода содержится 12 частиц. Вокруг ядра движутся 6 электронов.

      Сколько в ядре этого атома протонов и нейтронов?

 

3.   При электризации тело получило 10¹¹ электронов. Какова стала величина заряда

      этого тела?

 

2 вариант.

1.   К хорошим диэлектрикам относятся …

         А)  …медь;

         В)  …солёная вода;

         С)  …фарфор;

         Д)  …сталь.

 

2.   Атом хлора принял один электрон. Как называется полученная частица?

      Какой её заряд?

 

3.   При взаимодействии двух незаряженных тел от одного тела к другому перешло

      5 * 10¹⁰ электронов. Чему стали равны заряды этих тел?

 

3 вариант.

1.   Нейтральный атом превращается в положительный ион, если …

         А)  …теряет один или несколько протонов;

         В)  …присоединяет один или несколько нейтронов;

         С)  …присоединяет один или несколько электронов;

         Д)  …теряет один или несколько электронов.

 

2.   В ядре атома азота 14 частиц, из них 7 нейтронов. Сколько протонов и электронов

      содержится в этом атоме?

 

3.   При трении тело потеряло 5 * 10 ⁹ электронов. Чему равен заряд этого тела?

 

 

4 вариант.

1.   Из элементарных частиц, которые входят в состав атомов, положительный

      заряд имеют …

         А)  …только электроны;

         В)  …только протоны;

         С)  …только нейтроны;

         Д)  …протоны и нейтроны.

 

2.   Вокруг ядра атома кислорода движется 8 электронов. Сколько протонов имеет данное

      ядро?

 

3.   при электризации тела его заряд стал равным  – 96 нКл. Чему равно число

      элементарных частиц, соответствующих заряду этого тела? Какие это частицы?

 

 

Самостоятельная работа

«Закон Кулона»

 

1 вариант.

1.   Найдите силу взаимодействия двух точечных зарядов, расположенных в вакууме,

      а затем в керосине, если расстояние между ними 5 см и оно не изменяется.

      Значения зарядов соответственно равны 0,1 * 10 ^-8 Кл и 4 * 10 ^-9 Кл.

2.   Сила взаимодействия двух одинаковых зарядов 1 мН. Определите величины этих

      зарядов, если они располагаются в вакууме на расстоянии 3 см друг от друга.

 

2 вариант.

1.   Определите силу взаимодействия двух одинаковых зарядов величиной 1 мКл каждый,

      расположенных в воздухе на расстоянии 3 м друг от друга.

2.   Определите расстояние между двумя зарядами, если сила взаимодействия между

      ними равна 9мН, а величина зарядов составляет 10 ^-8 Кл  и  -1 мкКл.

 

3 вариант.

1.   Определите силу взаимодействия двух туч, расположенных на расстоянии 5 км друг

      от друга, если их заряды соответственно равны 35 Кл и 85 Кл. 

2.   Диэлектрическая проницаемость среды равна 6. Сила взаимодействия двух зарядов,

      расположенных на расстоянии 50 см друг от друга, составляет 1,8 Н.

      Чему равна величина второго заряда, если величина первого составляет 1,5 мкКл?

 

4 вариант *

1.   Как изменится сила взаимодействия двух зарядов, если один из них увеличить в 4 раза,

      расстояние между ними уменьшить в 2 раза?

2.   Два заряда, расположенных на расстоянии 2 м друг от друга, взаимодействуют

      с силой, равной 5 Н. Затем эти заряды поместили в среду с диэлектрической

      проницаемостью 8 и расположили на таком расстоянии, что сила их взаимодействия

      стала равной 10 Н. Определите это расстояние.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Самостоятельная работа

«Напряженность, потенциал и  работа

электростатического поля»

 

1 вариант.

1.   В некоторую точку электрического поля помещен точечный заряд в 2 мКл. Чему равна

      напряженность в этой точке поля, если сила, действующая на заряд, составляет 10 нН.

2.   На одной линии напряженности лежат две точки на расстоянии 10 см друг от друга.

      Определите разность потенциалов между этими точками, если напряженность

      этого поля составляет 50 кВ/м.

3.   Какова величина работы, совершенной при перемещении в электрическом поле

      заряда 20 нКл из точки с потенциалом 600 В в точку с потенциалом 100 В?

 

2 вариант.

1.   Определите силу, действующую на заряд в 2 нКл. Напряженность электрического

      поля в данной точке поля равна 8 Н/Кл.

2.   Напряжение между двумя положениями точечного заряда составляет 5 В.

      Определите расстояние между этими точками, если напряженность электрического

      поля равна 20 Н/Кл.

3.   Разность потенциалов между точками А и В составляет 0,5 кВ. Чему равна работа

      по перемещению заряда величиной 0,2 Кл из одной точки в другую?

 

3 вариант.

1.   Электрическое поле создается зарядом в 20 мкКл.  Чему равна напряженность этого

      поля на расстоянии 2 см от заряда?

2.   Потенциал точечного заряда в точке, удаленной от него на 18 см, равен 0,1 кВ.

      Чему равно значение этого заряда?

3.   Работа по перемещению заряда величиной 0,4 Кл из одной точки в другую

      равна 40 Дж.Определите напряжение между этими точками.

 

4 вариант.

1.   Напряженность электростатического поля в некоторой точке составляет   -2 Н/Кл.

      Чему равен заряд, помещенный в эту точку, если сила, действующая на него,

      равна 10Н?

2.   Между двумя наэлектризованными пластинами расстояние 15 см, а разность

      потенциалов 0,45 кВ. Определите значение напряженности электрического поля

      между этими пластинами.

3.   Заряд в 20 Кл перемещается под действием электрического поля из точки А в точку В.

      При этом поле совершило работу 4 кДж. Известен потенциал точки А, 500 В.

      Определите потенциал точки В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Самостоятельная  работа 

«Сила тока»

1-вариант

1.   Через спираль электроплитки за 12 мин прошло 3000 Кл электричества. Какова  

      сила тока в спирали?

2.    Ток в электрическом паяльнике 500 мА. Какое количество электричества  пройдёт

       через паяльник за 2 мин?

 

2-вариант

1.   Сколько времени продолжается перенос 7,7 Кл при силе тока 0,5 А?

2.   По обмотке включённого в цепь прибора идёт ток с силой 5 мА. Какое количество

      электричества пройдёт через прибор в течении 1 ч?

 

3-вариант

1.   Какой заряд протекает через катушку гальванометра, включённого в цепь на 2 мин,

      если сила тока в цепи 12 мА?

2.   Определите силу тока в электрической лампе, если через неё за 5 мин проходит

      электрический заряд 150 Кл.

 

4-вариант

1.   При электросварке сила тока достигает 200А. Какой электрический заряд проходит

      через поперечное сечение электрода за 5 мин?

2.    За какое время через поперечное сечение проводника пройдёт заряд, равный 10 Кл,

      при силе тока 0,1 А?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Самостоятельная  работа 

«Удельное электрическое сопротивление. Закон Ома»

 

1-вариант.

1.   Определите сопротивление медного провода с   площадью поперечного сечения

      2,5 мм² и  длиной 40 м.                                                                                    

3.   Напряжение в сети 220 В. Определите силу тока  в спирали электроплитки, имеющее

      сопротивление 44 Ом.            

 4.  Сварочный аппарат присоединяют в сеть медными проводами длиной 100 м

       и площадью  поперечного сечения 50 мм². ^{Определите напряжение на проводах,}

       если сила тока в них 125 А.

 

2-вариант.

1.   Определите силу тока в реостате сопротивлением  650 Ом, если к нему приложить

      напряжение 12 В.

2.   Проволока длиной 120 м и площадью поперечного сечения 0,5 мм² имеет

      сопротивление 96 Ом. Найдите удельное электрическое сопротивление материал

      проволоки.                                                                   

3.   Сколько метров  нихромовой проволоки  сечением 0,1 мм² потребуется для

      изготовления спирали электроплитки, рассчитанной на напряжение 220 В и силу                                

      тока 4,5 А ?

 

3-вариант.

1.   На цоколе электрической лампочки написано «3,5 В; 0,28 А». Найдите сопротивление                                   

      спирали лампы.                                                                             

2.    Каково сопротивление алюминиевого провода длиной 1,8 км и сечением 10 мм²?   

3.   Определите площадь поперечного сечения вольфрамовой нити в электрической

      лампе, если длина нити 100 мм, а её сопротивление  27,5 Ом.

                    

 

4- вариант.*

1.   Определите силу тока, проходящего через реостат, изготовленного из никелиновой

      проволоки длиной 50 м и площадью поперечного сечения 1 мм², если напряжение

      равно 45 В.

2.   Сопротивление медной проволоки 1 Ом, её масса 1 кг. Какова длина и площадь

      поперечного сечения проволоки?

1.      Имеются две алюминиевые проволоки одинаковой длины площадью поперечного сечения 2 мм² и 4 мм². У какой проволоки сопротивление больше и во сколько раз?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

«Виды соединение проводников»

 

1 – вариант.

 

1.   Напряжение 8 В показывает вольтметр V₁. Каковы показания  амперметра

      и вольтметра  V₂ ?

 

2.   Определите количество одинаковых резисторов соединенных параллельно,

      если сопротивление  каждого из них составляло 60 Ом, а общее составило 5 Ом?

 

2 – вариант.

 

2.   Цепь состоит из трех резисторов R₁ = 54 Ом, R₂ = 27 Ом и R₃ = 13,5 Ом, которые

      соединены параллельно. Вычислите полное сопротивление цепи.

 

3 – вариант.

 

1.   При параллельном соединении двух резисторов с сопротивлениями R₁ = 8 Ом и

      R₂ = 32 Ом, амперметр в подводящих проводах показал силу тока 2 А.

      Определите силу тока в каждом из них.

2.   Два проводника соединены так, как показано на рисунке. Сила тока на этом участке

      цепи 2,5 А. Определите показания вольтметра подключенного к клеммам А и В.

 

1.   К источнику тока, имеющему на полюсах напряжение 30 В, подключены

      последовательно четыре проводника с сопротивлениями R₁ = 1,5 Ом, R₂ = 2 Ом,

      R₃ =3,5 Ом и R₄ = 1 Ом. Определите силу тока в цепи и напряжение на  концах

      каждого проводника.

2.   Три проводника имеют сопротивления R₁ = 2 Ом, R₂ = 1,5 Ом и  R₃ =3 Ом.

      Определите общее сопротивление цепи и напряжение на участке CD.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 – вариант.

1.   Определите количество теплоты, которое выделится в лампочке

      сопротивлением  8 Ом, в течении 2 минут, если сила тока  в цепи 4 А.

2.   Цепь состоит из двух параллельно соединенных проводников с сопротивлениями

      R₁ = 5 Ом, R₂ = 6 Ом, Определите мощность электрического тока, если сила тока

      в  цепи 2А.                                         

                                                                                                                                                                                                          

2 – вариант.

1.   Определите количество теплоты, которое выделится в двух лампочках

      сопротивлением по 100 Ом, включённых в цепь параллельно за время 5 минут,

      сила тока 40 мА.

2.   Два проводника с сопротивлениями R₁ = 4 Ом, R₂ = 16 Ом, соединены

      последовательно. Определите работу электрического тока за 5 мин в цепи,

      если напряжение 300 В.

 

3 – вариант.

1.   Определите работу электрического тока за 10 мин при напряжении в цепи 60 В,

      если 2 одинаковых резистора,  с сопротивлением по 100 Ом каждый, соединены

      последовательно.

2.   Никелиновая проволока длиной 100 м и сечением 2 мм² включена в цепь

      напряжением 200 В. Определите энергию электрического тока за 3 мин. 

 

       

4 – вариант*.

1.   Определите, на сколько градусов нагреется 100 г воды, если на нагрев израсходовано

      все количество теплоты, выделяющееся при протекании тока 5 А по проводнику с

      сопротивлением 10 Ом в течении 3 мин.

2.   Резисторы с сопротивлениями 24 Ом и 72 Ом подключают к источнику один

      раз последовательно, а другой раз параллельно. В каком случае в первом из резисторов

      выделяется большее количество теплоты заодно и то же время? Во сколько

      раз большее?

 

 

                                                                                                                        

                                                                                                                                  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа

«Постоянный электрический ток»

 

1 вариант.

1.   Используя рисунок, определите напряжение на резисторе, если его сопротивление

      8 Ом.

 

 

 

 

2.   Каково удельное сопротивление сплава, из которого изготовлен провод,

      если сопротивление провода длиной 50 м с площадью поперечного сечения

      2 мм² равно 15 Ом.   

3.   Через спираль, электрической лампы за 10 с прошло 15 Кл электричества, при

      этом совершена работа 45 Дж. Чему равна сила тока и напряжение на этом участке

      электрической цепи?

 ——————————————————————————————————————–

4.   Два проводника, соединенных параллельно, имеют сопротивление 2,4 Ом.

      Сопротивление одного из них 6 Ом. Чему равно сопротивление другого проводника?

5.   Определите мощность электрического чайника, если за 5 мин в нем 1 кг воды

      нагреется от 20 до 80 ⁰С. Потерями энергии пренебречь.

  ——————————————————————————————————————

6.   Резисторы, обладающие сопротивления R₁ = 2 Ом, R₂ = 3 Ом, R₃ = 6 Ом, R₄ = 5 Ом

      соединены как показано на схеме цепи. Определите общее напряжение,

      если амперметр показывает 5 А.

 

 

 

 

 

2 – вариант.

1.   Определите сопротивление резистора по графику зависимости силы тока

      от напряжения.

 

 

 

 

 

2.   Под каким напряжением находится электронагреватель, если в нём совершается

      работа в 8,8 к Дж, а количество протекающего заряда равно 40 Кл?

      Определите значение электрического тока в цепи этого прибора за 40 с.

3.   Какое напряжение нужно приложить к проводнику сопротивлением 0,25 Ом,

      чтобы сила тока в проводнике была 4 А?

 ——————————————————————————————————————–

4.    Сварочный аппарат присоединяют в сеть медными проводами длиной 100м

      и площадью поперечного сечения 50 мм². Определите напряжение на проводах,

      если сила тока в них 125 А.

5.   Определите показания амперметра, если вольтметр указывает на 4,2 В. Величины

      сопротивлений соответственно равны: R₁ = 2 Ом, R₂ = 1 Ом, R₃ = 4 Ом, R₄ = 3 Ом.

 

 

 

———————————————————————————————————————

6.   За какое время на электроплитке можно нагреть до кипения 1 кг воды, взятой

      при температуре 20 ⁰С, если при напряжении 220 В сила тока в ней 5 А?

Контрольная работа

«Постоянный электрический ток»

3 – вариант.

 

1.   Определите силу тока в резисторе, если его сопротивление 4 Ом.

           

 

 

 

2.   Какова площадь поперечного сечения  алюминиевого провода длиной 500 м, если

      его сопротивление равно 10 Ом?

3.   Через поперечное сечение проводника за каждые 10 с проходит 10 ¹⁹ элементарных

      зарядов. Чему равна сила тока в цепи и какое значение разности потенциалов

      сохраняется на концах этой цепи, если работа электрического поля равна 3,2 Дж?

 ——————————————————————————————————————–

4.   Сколько последовательно соединенных электрических лампочек нужно взять

      для елочной гирлянды, чтобы её можно было включить в цепь с напряжением 220 В,

      если каждая лампочка имеет сопротивление 23 Ом и требует тока в 0,28 А?

5.   Электрический кипятильник забыли выключить, когда вода в кружке закипела.

      За 5 мин выкипело 50 г воды. Каково сопротивление кипятильника, если он работает

      при напряжении 120 В? Потери энергии не учитывайте.

 ——————————————————————————————————————–

6.   Два алюминиевых провода имеют одинаковую массу. Диаметр первого провода

      в 2 раза больше, чем диаметр второго. Какой из проводов имеет большее

      сопротивление и во сколько раз?

 

 

4 – вариант.

 

1.   Определите сопротивление резистора по графику зависимости силы тока

      от напряжения.

 

 

 

 

 

2.   Сопротивление провода длиной 150 м с площадью поперечного сечения 0,3 мм²

      равно 25 Ом. Каково удельное сопротивление металла, из которого изготовлен

      провод?

3.   В осветительную цепь с напряжением 220 В включили электрическую плитку.

      Какое количества электричества протекает через её спираль за 10 минут если сила

      тока в цепи составляет 5 А? Определите работу электрического тока в данном случае.

 ——————————————————————————————————————–

4.   Вычислите величину сопротивления R₃ , если R₁ = 6 Ом, R₂ = 4 Ом, I₂ = 3 А, I = 9 А.

 

 

 

 

 

5.   Воду массой 1,5 кг нагревали в течении 5 мин с помощью электрического

      кипятильника сопротивление которого 7 Ом, подключенного к источнику постоянного

      напряжения 42 В. Начальная температура воды 30 ⁰С. определите её конечную

      температуру? Потерями энергии пренебречь.

 ——————————————————————————————————————–

6.   Постройте графики зависимости силы тока в проводнике от напряжения, если

         а)  при напряжении 6 В сила тока в первом проводнике равна 3 А;

         в)  при напряжении 4 В сила тока во втором проводнике 3 А.

      Чем отличаются друг от друга эти проводники?

 

Входной контроль по физике студентов первого курса СПО (тест) 5 вариантов.

Входной контроль по физике студентов первого курса ГАПОУ СО “СТОТ” Вариант 5

Приведен пример теста входного контроля.

Список вопросов теста

Вопрос 1

Мальчик подбросил вверх мяч на высоту 1,5 м и поймал его. Найдите модуль перемещения мяча.

Варианты ответов

• 3 м

• 0 м

• -1,5 м

• 4,5 м

Вопрос 2

Изображение предметов лупе… (Выберите неправильное утверждение)

Варианты ответов

• Действительное.

• Мнимое.

• Увеличенное.

• Прямое.

Вопрос 3

Укажите совойство межанических волн. Выберите правильное утверждение.

Варианты ответов

• Источником волн являются колеблющиеся тела.

• Волны не переносят энергию.

• Волны переносят вещество.

• Волны могут распространяться только в газах.

Вопрос 4

В результате конденсации водяного пара выделилось 23 МДж теплоты при 100⁰С. Сколько воды получилось?

Варианты ответов

• 1,5 кг

• 150 г

• 10 кг

• 500 г

Вопрос 5

Какой материал, из перечисленных ниже, лучше всего проводит тепло?

Варианты ответов

• Железо.

• Железные опилки.

• Дерево.

• Древесные опилки.

Вопрос 6

Почему батареи центрального отопления в помещении располагают у самого пола? Какое явление при этом учитывают?

Варианты ответов

Вопрос 7

В ядре атома меди 63 нуклона, из них 29 протонов Сколько электронов и нейтронов находится в атоме меди?

Варианты ответов

• 63 электронов и 34 нейтрона.

• 29 электронов и 63 нейтрона.

• 29 электронов и 34 нейтрона.

• 34 электронов и 29 нейтрона.

Вопрос 8

Оптическая сила линзы 12,5 дптр, каково ее фокусное расстояние?

Варианты ответов

• 8 мм

• 80 см

• 0,08 м

• 12,5 см

Вопрос 9

Выберите правильное утверждение. Какое из приведенных ниже выражений дает определение реакции деления ядра урана?

Варианты ответов

• Процесс превращения ядер урана при взаимодействии их с ускоренными электронами.

• Процесс распада ядра урана на несколько частей под действием нейтронов.

• Процесс нагрева уранового образца.

• Процесс самопроизвольного распада ядер урана.

Вопрос 10

Сопротивление медного провода равно 5,1Ом. Каково сопротивление алюминиевого провода таких же размеров?

Варианты ответов

• 84 Ом

• 8,4 Ом

• 0,8 Ом

• 200 Ом

Вопрос 11

Два резистора соединены параллельно и подключены к источнику постоянного напряжения 9В. Сила тока в первом резисторе равна 150мА. Каково сопротивление второго резистора, если общая мощность тока в резисторах равна 5,4Вт?

Варианты ответов

• 100 Ом

• 1,1 кОм

• 1,1 Ом

• 11 Ом

Входной контроль по физике студентов первого курса ГАПОУ СО “СТОТ” Вариант 4

Приведен пример теста входного контроля.

Список вопросов теста

Вопрос 1

Известно, что эбонитовая палочка приобретает при трении о мех отрицательный заряд. Это происходит вследствие перехода …

Варианты ответов

• …электронов с меха на палочку.

• …электронов с палочки на мех.

• …нейтронов с меха на палочку.

• …протонов с палочки на мех.

Вопрос 2

Изображение предметов на сетчатке глаза…

Варианты ответов

• …мнимое.

• …действительное.

• …прямое.

• …увеличенное

Вопрос 3

Детали, из каких материалов можно поднимать с помощью электромагнитного крана?

Варианты ответов

• Из меди и алюминия.

• Из стали и чугуна.

• Из бронзы и серебра.

• Из золота и платины.

Вопрос 4

В результате конденсации водяного пара выделилось 34,5 МДж теплоты при 100⁰С. Сколько воды получилось?

Варианты ответов

• 150 г

• 3 кг

• 15 кг

• 79,35 кг

Вопрос 5

Какой из перечисленных ниже материалов хуже всего проводит тепло?

Варианты ответов

• Сталь.

• Дерево.

• Древесные опилки.

• Стальные опилки.

Вопрос 6

Чтобы охладить горячую воду, в нее опускают на нити холодный стальной цилиндр. Где нужно его поместить, чтобы вся вода остыла как можно быстрее?

Варианты ответов

• В средних слоях воды.

• Безразлично.

• В верхних слоях воды.

• На дно чайника.

Вопрос 7

Какова длина медного провода с площадью поперечного сечения 0,2 мм², если его сопротивление равно 17Ом?

Варианты ответов

• 500 м

• 20 м

• 200 м

• 100 м

Вопрос 8

Какова оптическая сила линзы, фокусное расстояние которой равно 25см?

Варианты ответов

• 0,25 дптр

• 0,4 дптр

• 4 дптр.

• 40 дптр

Вопрос 9

В стальном чайнике массой 0,8кг находится холодная вода массой 1,5кг при температуре 10⁰С. Какое количество теплоты потребуется для нагревания воды до 100⁰С? Потери энергии не учитывайте.

Варианты ответов

• 300 кДж

• 6 Мдж

• 600 кДж

• 20 МДж

Вопрос 10

Сопротивление медного провода равно 5,1Ом. Каково сопротивление алюминиевого провода таких же размеров?

Варианты ответов

• 16,8 кОм

• 84 Ом

• 8,4 Ом

• 16,8 Ом

Вопрос 11

Два резистора соединены параллельно и подключены к источнику постоянного напряжения 9В. Сила тока в первом резисторе равна 150мА. Каково сопротивление второго резистора, если общая мощность тока в резисторах равна 5,4Вт?

Варианты ответов

• 20 Ом

• 2 кОм

• 0,2 Ом

• 10 Ом

Входной контроль по физике студентов первого курса ГАПОУ СО “СТОТ” Вариант 3

Приведен пример теста входного контроля.

Список вопросов теста

Вопрос 1

Электрическим током называется…

Варианты ответов

• …беспорядочное движение атомов.

• … беспорядочное движение заряженных частиц

• …упорядоченное движение атомов.

• … упорядоченное движение заряженных частиц.

Вопрос 2

Если удельная теплота плавления вещества равна 70кДж/кг, то…

Варианты ответов

• …для плавления 70кг вещества необходима энергия 1кДж.

• … для плавления 70кг вещества необходима энергия 70кДж.

• … для плавления 1кг вещества необходима энергия 70кДж.

• … для плавления 1кг вещества необходима энергия 1/70кДж.

Вопрос 3

Намотав на железный гвоздь несколько витков изолированного провода, ученик изготовил простейший электромагнит.

Варианты ответов

• Величина создаваемого электромагнитом магнитного поля не зависит от силы тока в проводе.

• Величина создаваемого электромагнитом магнитного поля не зависит от количества витков в катушке.

• Если вынуть гвоздь из электромагнита, то магнитное поле увеличится.

• Если изменить направление тока в витках на противоположное, то полюса электромагнита поменяются местами.

Вопрос 4

Какое количество теплоты выделится при остывании медной заготовки массой 20кг на 5⁰С?

Варианты ответов

• 380 МДж

• 95 кДж

• 38 МДж

• 19 МДж

Вопрос 5

В солнечный день линзу используют для выжигания надписи на доске, ее держат на расстоянии 6,25 см от доски. Какова оптическая сила линзы?  

Варианты ответов

• 0,16 дптр

• 16 дптр

• 80 дптр

• 320 дптр

Вопрос 6

В электроизмерительных приборах магнитоэлектрической системы стрелка поворачивается вследствие…

Варианты ответов

• …притяжения двух постоянных магнитов.

• …взаимодействия постоянного магнита и электромагнита.

• …действия магнитного поля на рамку с током.

• …взаимодействия двух электромагнитов.

Вопрос 7

При коротком замыкании в цепи резко уменьшается…

Варианты ответов

• …сила тока.

• …сопротивление.

• …температура.

• …проходящий заряд.

Вопрос 8

Какова площадь поперечного сечения алюминиевого провода длиной 500м, если его сопротивление равно 10 Ом?

Варианты ответов

• 14 кв.мм

• 1,4 кв.мм

• 0,28 кв.мм

• 0,014 кв.мм

Вопрос 9

Какое количество теплоты необходимо для превращения 5кг снега, взятого при температуре (-20⁰С), в воду при температуре 100⁰С?

Варианты ответов

• 40 МДж

• 4 МДж

• 200 кДж

• 4 кДж

Вопрос 10

Резисторы сопротивлениями 100 Ом и 300 Ом соединены параллельно. какова общая мощность тока в резисторах, если сила тока в первом из них равна 0,3А?

Варианты ответов

• 120 Вт

• 1 кВт

• 12 В.

• 24 Вт

Вопрос 11

Каков КПД теплового двигателя, если для совершения полезной работы 80МДж надо сжечь 20кг каменного угля?

Варианты ответов

• 85%

• 15%

• 100%

• 115%

Входной контроль по физике студентов первого курса ГАПОУ СО «СТОТ» Вариант 2

Приведен пример теста входного контроля

Список вопросов теста

Вопрос 1

В результате конденсации пара при постоянной температуре…

Варианты ответов

• …выделяется некоторое количество теплоты.

• .…молекулы образуют кристаллическую решетку.

• …энергия теплового движения молекул увеличивается

Вопрос 2

Электрическое сопротивление проводника прямо пропорционально…

Варианты ответов

Вопрос 3

В какой среде свет распространяется быстрее, чем в других средах?

Варианты ответов

• в стекле

• в воздухе.

• в масле

Вопрос 4

Какова удельная теплота сгорания топлива, при полном сгорании 4кг которого выделилось 48МДж теплоты?

Варианты ответов

• 120 кДж/кг

• 12 МДж/кг

• 36000 Дж/кг

Вопрос 5

Каково фокусное расстояние собирающей линзы с оптической силой  0,5 дптр?

Варианты ответов

• 0,2 м

• 50 см

• 2 м

Вопрос 6

Какое количество теплоты потребуется для испарения 4 кг воды при температуре 100⁰С?

Варианты ответов

• 180 кДж

• 2,3 МДж

• 9,2 МДж

Вопрос 7

Тепловой двигатель совершил полезную работу 400МДж, израсходовав 40кг природного газа. Каков КПД двигателя?

Варианты ответов

• 23%

• 32%

• 77%

Вопрос 8

Резисторы сопротивлениями  25Ом и 75 Ом соединены параллельно. Какова сила тока во втором резисторе, если мощность тока в первом равна 0,36 Вт?

Варианты ответов

• 2 А

• 40 мА

• 4 мкА

Вопрос 9

Сколько природного газа нужно сжечь, чтобы нагреть воду объемом от 15⁰С до 45⁰С? Потери энергии не учитывать.

Варианты ответов

• 115 г

• 20 г

• 1,15 кг

Вопрос 10

Сопротивление провода длиной 50м с площадью поперечного сечения 2мм²равно 15 Ом. Каково удельное сопротивление сплава, из которого изготовлен провод?

Варианты ответов

• 12 мкОм∙м

• 60 мОм∙м

• 0,6 мкОм∙м

Вопрос 11

Двигатель мощностью 36кВт за 6ч работы израсходовал 60 л керосина. Каков КПД двигателя?

Варианты ответов

• 37,7%

• 377%

• 2,3%

Входной контроль по физике студентов первого курса ГАПОУ СО «СТОТ» Вариант 1

Приведен пример теста входного контроля

Список вопросов теста

Вопрос 1

Внутренняя энергия тела увеличивается, когда его…

Варианты ответов

• …приводят в движение.

• …нагревают.

• …поднимают на некоторую высоту.

Вопрос 2

Когда включен электрический фонарик, в его батарейке…

Варианты ответов

• …электрическая энергия превращается в химическую.

• …химическая энергия превращается в электрическую.

• …электрическая энергия превращается в световую энергию.

Вопрос 3

Изображение предмета в плоском зеркале…

Варианты ответов

• …действительное.

• …увеличенное.

• …мнимое.

Вопрос 4

Какое количество теплоты выделится при кристаллизации 6кг олова, взятого при температуре плавления?

Варианты ответов

• 348 кДж

• 58 кДж

• 9,7 кДж

Вопрос 5

Фокусное расстояние глаза человека приблизительно равна 20 мм. Какова оптическая его сила?

Варианты ответов

• 0,05 дптр.

• 20 дптр.

• 50 дптр.

Вопрос 6

При напряжении 220В на зажимах резистора сила тока была 4А. Какова станет сила тока на резисторе при уменьшении напряжения до 110В?

Варианты ответов

• 1 А

• 2 А

• 3 А

Вопрос 7

Магнитные линии поля полосового магнита…

Варианты ответов

• …представляют собой замкнутые линии.

• …выходят из южного полюса магнита.

• …пересекаются друг с другом.

Вопрос 8

Сопротивление алюминиевого провода равно 5,6Ом. Каково сопротивление медного провода, у которого длина в два раза больше? Площадь поперечного сечения проводов одинакова.

Варианты ответов

• 136 Ом

• 680 Ом

• 6,8 Ом

Вопрос 9

Для нагревания на 10⁰С воды массой 100г, находящейся в медном калориметре, потребовалось 4,4кДж теплоты. Какова масса калориметра? Потери энергии не учитывайте.

Варианты ответов

• 5 кг

• 50 г

• 250 г

Вопрос 10

Резисторы сопротивлениями 30 Ом и 90 Ом соединены последовательно. Каково напряжение на этом участке цепи, если мощность тока в первом резисторе равна 1,2Вт?

Варианты ответов

• 220 В

• 9 В

• 24 В

Вопрос 11

В железной коробке массой 800г находится олово массой 400г при температуре 32⁰С. Какое количество теплоты потребуется, чтобы расплавить олово?

Варианты ответов

• 0,11 МДж

• 110 Дж

• 11 кДж

Виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция, излучение

Поурочный план

Урок № 50		Дата проведения: 10.03	Предмет: физика
Класс: 7-А, 7-Б			Учитель: Лешкевич Е.В.
Тема урока: Виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция, излучение
Цель урока:	Изучение способов изменения внутренней энергии тела; правильное понимание, что такое энергия тела, применение новых знаний в новой ситуации.
Планируемые результаты урока, УУД	Личностные: формируются ответственное отношение к учению и коммуникативная компетентность в общении и сотрудничестве со сверстниками в процессе образовательной деятельности. Метапредметные: Познавательные:  выделяют и формулируют познавательную цель. Строят логические цепи рассуждений. Производят анализ и преобразование информации. Регулятивные: учатся определять цель своей деятельности, на основе соотнесения того, что уже усвоено, и того, что еще неизвестно, оценивать и корректировать полученный результат. Коммуникативные: формируются речевые умения: учатся высказывать суждения с использованием физических терминов и понятий, формулировать вопросы и ответы в ходе выполнения задания, обмениваться знаниями между членами группы для принятия эффективных совместных решений.
Тип урока	Урок изучения нового материала
Оборудование, информационное обеспечение:	Мультимедийный комплекс, презентация учителя. Прибор для демонстрации теплопроводности

Ход урока

 

1. Оргмомент:

Взаимное приветствие, проверка явки учащихся и готовности класса к уроку. Психологический настрой (игра «Доскажи словечко»)

2. Актуализация опорных знаний:

Дайте определение температуре?

Единицы ее измерения?

Прибор и его виды?

Почему столбик ртути или спирта, поднимается в термометре с повышением температуры?

*Ребята, давайте повторим, что такое внутренняя энергия?  (Внутренняя энергия – это кинетическая энергия всех молекул, из которых состоит тело, и потенциальная энергия их взаимодействия)

*Какими способами можно изменить внутреннюю энергию

тела? (Внутреннюю энергию тела можно изменить двумя способами:

совершая механическую работу или теплопередачей)

3. Мотивация: Граф Румфорд (англ.физик Томпсон) так объяснил свой интерес к науке о теплоте: «Обедая, я часто замечал, что яблочные пироги оставались горячими удивительно долго. Сильно пораженный я всегда пытался, но все напрасно, найти хоть какое-нибудь объяснение удивительному явлению».

Почему на ощупь ножницы холоднее, чем карандаш?

Почему красиво оформленные радиаторы отопления не помещают в комнате у

потолка?

Почему в жаркий солнечный летний день мы надеваем легкую, и светлую

одежду, закрываем голову светлой шляпой, панамой и т.д.?

Почему окна с двойным стеклом?

4. Определение темы и целей урока

Ребята, вам интересно об этом узнать?  Этому мы и посвятим наш урок. Определение темы. Постановка целей. (Запись в тетрадь)

Чтобы ответить правильно на эти и другие интересные вопросы  обратимся к опытам.

5. Получение новых знаний

 Проблемный вопрос: К какому явлению относится ситуация, описанная графом Румфордом?   Как, по вашему мнению, тело может передать тепло?

Теплопередача — процесс изменения внутренней энергии тела без совершения работы над телом  или самим телом.

       Существуют следующие способы теплопередачи: теплопроводность, конвекция, излучение.

Теплопроводность – это вид теплообмена, при котором энергия передается

частицами, имеющими большую энергию, частицам, имеющим меньшую

энергию (от нагретой части тела к холодной). (Запись в тетрадь)

Далее выясняем, как она происходит? Обратимся к опыту

Обсуждение  этого вопроса с точки зрения внутреннего строения тел. Результат

обсуждения: частицы передают энергию в результате теплового движения и

взаимодействия частиц (записывается учащимися в тетрадь).

 Видео №1

В твердом теле частицы постоянно находятся в колебательном движении, но не изменяют своего равновесного состояния. По мере роста температуры тела при его нагревании молекулы начинают колебаться интенсивнее, так как увеличивается их кинетическая энергия. Часть этой увеличившейся энергии постепенно передается от одной частицы к другой, т.е. от одной части тела к соседними  частям тела и т. д. Но не все твердые тела одинаково передают энергию. Среди них есть так называемые изоляторы, у которых механизм теплопроводности происходит достаточно медленно. К ним относятся асбест, картон, бумага, войлок, гранит, дерево, стекло и ряд других твердых тел. Большую теплопроводность имеют медь, серебро. Они являются хорошими проводниками тепла.

У жидкостей теплопроводность невелика. При нагревании жидкости внутренняя энергия переносится из более нагретой области в менее нагретую при соударениях молекул и частично за счет диффузии: быстрые молекулы проникают в менее нагретую область.

В газах молекулы находятся на достаточно больших расстояниях друг от друга, поэтому их теплопроводность еще меньше, чем у жидкостей.

Совершенным изолятором является вакуум, потому что в нем отсутствуют частицы для передачи внутренней энергии.

В зависимости от внутреннего состояния (твердых, жидких и газообразных) теплопроводность  разных веществ различна.

Теплопроводность зависит от характера переноса энергии в веществе и не связана перемещением самого вещества в теле.

Известно, что теплопроводность воды мала, и при нагревании верхнего слоя воды нижний слой остается холодным. Воздух еще хуже, чем вода, проводит тепло. Итак,  особенности:

1) само вещество не переносится;

2) разные вещества имеют разную теплопроводность

(у металлов – хорошая; у жидкостей – мала; у газов – почти нет)

Теперь  давайте ответим на вопрос, прозвучавший в начале урока. Почему на ощупь ножницы холоднее, чем карандаш?

Идет обсуждение вопроса и делается вывод: теплопроводность металла больше, он быстрее забирает тепло от руки,  поэтому мы ощущаем прохладу.

Видео №2:

Записываем второй вид теплообмена.

Конвекция – это вид теплопередачи, при котором внутренняя энергия от одних тел к другим передается движущимися потоками жидкости или струями газа

Конвекция в переводе с латинского означает «перемешивание». Конвекция отсутствует в твердых телах и не имеет места в вакууме.

Широко используемая в быту и технике конвекция является естественной или свободной.   Когда для равномерного перемешивания жидкостей или газов их перемешивают насосом или мешалкой конвекция называется вынужденной.

Особенности конвекции:

1) само вещество переносится;

2) существует только в жидкостях и газах, ее нет в твердых телах;

3) чтобы она происходила, нагревать нужно снизу.

Мы с вами подошли к ответу на второй вопрос: “Почему красиво

оформленные радиаторы отопления не помещают в комнате у потолка?”

Вывод: Нагревание воздуха в комнате происходит в результате конвекции, а

чтобы она происходила, нагревать нужно снизу, значит, радиаторы отопления

должны быть внизу, под окном, т.е. в самом холодном месте комнаты.

Примером следующего вида теплообмена являются  солнечные лучи и тепло-вые лучи, испускаемые нагретыми  телами. Как вы думаете, происходит передача тепла в этом случае? (предположения учащихся)

 В случае, когда теплота передается от нагретого тела к теплоприемнику с помощью невидимых глазом тепловых лучей вид теплопередачи называется  излучением или лучистым теплообменом.  Записали в тетрадь третий вид теплопередачи:

Излучение – это  передача  тепла с помощью электромагнитных волн.

Поглощением  называется процесс превращения энергии излучения во внутреннюю энергию тела

Видео  №3

Чем больше температура тела, тем выше интенсивность излучения. Передача энергии излучением не нуждается в среде: тепловые лучи могут распростра-няться и через вакуум. Чем больше температура тела, тем выше интенсивность излучения. Передача энергии излучением не нуждается в среде: тепловые лучи могут распространяться и через вакуум.

Черная поверхность – лучший излучатель и лучший поглотитель, а затем следуют грубая, белая и полированная поверхности.

Хорошие поглотители энергии – хорошие излучатели, а плохие поглотители – плохие излучатели энергии.

Особенности:

1) излучают все нагретые тела (твердые, жидкие, газообразные),

2) происходит в вакууме,

3) зависит от цвета поверхностей (темная поверхность лучше излучает и

поглощает тепло, светлая – наоборот).

Теперь мы с вами можем ответить на вопрос, поставленный в начале урока:

“Почему в жаркий солнечный летний день мы надеваем легкую и светлую

одежду, закрываем голову светлой шляпой, панамой и т.д.?”

Идет обсуждение вопроса и делается вывод:  Одежда светлого цвета меньше нагревается в жаркий солнечный летний   день, и нам не так жарко.

Итак, в процессе теплообмена одни тела отдают, а другие получают какое-то количество теплоты. Это та часть внутренней энергии, какую тело отдает или получает при теплопередачи. Количество теплоты – это скалярная величина, измеряется в джоулях (Дж)  (Запись в тетрадь)

       Видео №4

 

6. Закрепление изученного материала

Выполняя опыты и делая выводы,  мы с вами сегодня на уроке говорили о..

ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ, КОНВЕКЦИИ и ИЗЛУЧЕНИИ.

Выясняется практическое применение веществ с разной теплопроводностью.

1)КАКИЕ ВИДЫ ТЕПЛОПЕРЕДАЧ ОБЪЯСНЯЮТ

a) Нагревание металлической пластины на огне. (ИЗЛУЧЕНИЕ)

b) Нагревание воды в колбе на пламени горелки. (КОНВЕКЦИЯ)

c) Нагревание чайной ложки в горячем чае. (ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ)

d) Нагревание тела человека при загаре. (ИЗЛУЧЕНИЕ)

2)ПОЧЕМУ ПТИЦЫ В ХОЛОДНУЮ ПОГОДУ СИДЯТ  НАХОХЛИВШИСЬ?

(между перьями находится воздух, а воздух плохой проводник тепла)

3)ПОЧЕМУ ЗИМОЙ, КОГДА ПОГОДА ХОЛОДНАЯ, МНОГИЕ

ЖИВОТНЫЕ СПЯТ, СВЕРНУВШИСЬ В КЛУБОК?

(свернувшись в клубок, они уменьшают площадь поверхности, отдающей тепло)

4) В СОЛНЕЧНЫЙ ДЕНЬ ОДИН ЧЕЛОВЕК ОДЕТ В СВЕТЛУЮ ОДЕЖДУ,

ДРУГОЙ – В ТЕМНУЮ. КОМУ ИЗ НИХ ЖАРЧЕ, И ПОЧЕМУ?

(жарче человеку, одетому в тёмную одежду, т.к. тёмная ткань поглощает световое излучение больше, чем светлая)

5)КАКИМИ СПОСОБАМИ МОЖЕТ ОСУЩЕСТВЛЯТЬСЯ ПЕРЕДАЧА

ТЕПЛА В ВОЗДУХЕ? (конвекция, излучение)

7)КАКУЮ РОЛЬ В СОХРАНЕНИИ ТЕПЛА ЗЕМЛИ ИГРАЮТ ОБЛАКА?

(облака не дают уходить тепловым потокам с поверхности земли)

8)Какова же практическую значимость, полезность приобретаемых знаний?

7. Подведение итогов: все ли цели удалось достигнуть?

оценка знаний учащихся.

8. Домашнее задание: §32.  Уметь ответить на вопросы.

Подготовить сообщение на темы:  «Конвекция в природе»; «Процессы теплопередачи в быту».

9. Рефлексия: игра «микрофон»

Что я узнал нового?

Что я сделал для этого?

Что мне помешало двигаться к цели?

Моё самое сильное впечатление…

Хотел бы я кого-нибудь поблагодарить?

Может быть, я кому-то могу помочь?

Тест для проверки знаний

1. На каком из способов теплопередачи основано нагревание твердых тел?

А.    Теплопроводность

Б.     Конвекция

В.    Излучение

2. Какой вид теплопередачи сопровождается переносом вещества?

А.    Теплопроводность

Б.     Излучение

В.    Конвекция

3. Какое из перечисленных ниже веществ имеет наибольшую

теплопроводность?

А.    Мех

Б.     Дерево

В.    Сталь

4. Какое из перечисленных ниже веществ имеет наименьшую теплопроводность

А.     Свинец

Б.     Опилки

В.    Медь

5. Назовите возможный способ теплопередачи между телами, разделенными

безвоздушным пространством?

А.    Излучение

Б.     Конвекция

В.    Теплопроводность

6. Металлическая ручка и деревянная дверь будут казаться на ощупь

А.    одинаково нагретыми при температуре…

Б.     выше температуры тела

В.    ниже температуры тела

Г.     равной температуры тела

7. Что происходит с температурой тела, если оно поглощает столько же

энергии, сколько излучает?

А.    Тело нагревается.

Б.     Температура тела не меняется.

В.    Тело охлаждается.

8. На каком способе теплопередачи основано водяное отопление?

А.    Излучение

Б.      Конвекция

Ответьте на следующие вопросы:

1. Почему вы обжигаете губы, когда пьёте чай одинаковой температуры из металлической кружки, и не обжигаете, когда пьёте чай из фарфоровой кружки?

Ответ. Металлическая кружка по сравнению с фарфоровой нагревается сильнее, вследствие высокой теплопроводности металла по сравнению с фарфором.

2. Почему ручки чайников, кастрюль делают из пластмассы или дерева?

Ответ. Пластмасса и дерево имеют низкую теплопроводность. Такие ручки предохраняют руки человека от ожога.

3. Почему нагретая сковорода охлаждается в воде быстрее, чем на воздухе?

Ответ. Вода обладает большей теплопроводностью, чем воздух.

4. Почему в безветрие пламя свечи устанавливается вертикально?

Ответ. Металлы обладают большей теплопроводностью. Горячие газы, двигаясь вверх по металлической трубе, охлаждаются быстрее, нежели при движении по кирпичной трубе. Плотность газов увеличивается, разность давлений в трубе и вне ее уменьшается, уменьшается и тяга.

5. Где и почему именно там размещают батареи в помещениях?

Ответ. Батареи находятся ниже окон, для того, чтобы согревать холодный воздух, выходящий из окна. Благодаря конвекции теплый слой воздуха поднимается вверх и обогревается всё помещение.

6. Зачем самолёты красят «серебряной» краской?

Ответ. Для меньшего нагревания или охлаждения корпуса самолёта.

7. Почему грязный снег в солнечную погоду тает быстрее, чем чистый?

Ответ. Темные тела лучше поглощают излучение Солнца и потому быстрее нагреваются.

8. Какой из изображенных чайников быстрее остынет?

Ответ. Быстрее остынет черный чайник, так как темные тела быстрее охлаждаются.

9. Посмотрите на рисунок. Почему одному мальчику жарко, а другому нет?

Ответ. Один из мальчиков одет в темную футболку, хорошо поглощающую солнечной энергии, и ему жарко. А другой одет в светлую футболку, которая плохо поглощает энергию Солнца.

10. Почему зимой тяга в печных трубах больше, чем летом?

Ответ. При условии неизменности высоты трубы тяга в ней тем сильнее, чем больше различаются давления на уровне основания трубы горячего воздуха в трубе и более холодного наружного воздуха. С понижением температуры наружного воздуха (зимой) его плотность возрастает, возрастает и его давление. Таким образом, тяга в печных трубах зимой больше, чем летом.

 

 

 

 

Учебник по физике: проводники и изоляторы

Поведение заряженного объекта зависит от того, из какого материала он сделан: из проводящего или из непроводящего. Проводники — это материалы, которые позволяют электронам свободно течь от частицы к частице. Объект, сделанный из проводящего материала, позволяет передавать заряд по всей поверхности объекта. Если заряд передается объекту в заданном месте, этот заряд быстро распределяется по всей поверхности объекта. Распределение заряда является результатом движения электронов. Поскольку проводники позволяют электронам переноситься от частицы к частице, заряженный объект всегда будет распределять свой заряд до тех пор, пока общие силы отталкивания между избыточными электронами не будут минимизированы. Если заряженный проводник прикоснуться к другому объекту, проводник может даже передать свой заряд этому объекту. Перенос заряда между объектами происходит легче, если второй объект сделан из проводящего материала. Проводники обеспечивают перенос заряда за счет свободного движения электронов.

В отличие от проводников изоляторы представляют собой материалы, препятствующие свободному потоку электронов от атома к атому и от молекулы к молекуле. Если заряд передается изолятору в заданном месте, избыточный заряд останется в начальном месте зарядки. Частицы изолятора не допускают свободного потока электронов; впоследствии заряд редко распределяется равномерно по поверхности изолятора.

Хотя изоляторы непригодны для переноса заряда, они играют важную роль в электростатических экспериментах и ​​демонстрациях. Проводящие объекты часто монтируются на изолирующих объектах. Такое расположение проводника поверх изолятора предотвращает передачу заряда от проводящего объекта к его окружению. Такое расположение также позволяет ученику (или учителю) манипулировать проводящим объектом, не касаясь его. Изолятор служит ручкой для перемещения проводника по лабораторному столу. Если эксперименты по зарядке проводятся с алюминиевыми банками для поп-музыки, то банки следует устанавливать поверх стаканов из пенополистирола. Чашки служат изоляторами, не позволяя банкам из-под попсы разряжаться. Чашки также служат ручками, когда необходимо передвигать банки по столу.

Примеры проводников и изоляторов

Примеры проводников включают металлы, водные растворы солей (т. е. ионные соединения , растворенные в воде), графит и тело человека. Примеры изоляторов включают пластмассы, пенополистирол, бумагу, резину, стекло и сухой воздух. Разделение материалов на категории проводников и изоляторов несколько искусственно. Более уместно думать о материалах как о размещении где-то в континууме. Те материалы, которые обладают сверхпроводимостью (известные как сверхпроводники ) будут размещены на одном конце, а материалы с наименьшей проводимостью (лучшие изоляторы) будут размещены на другом конце. Металлы будут помещены рядом с наиболее проводящим концом, а стекло — на противоположном конце континуума. Электропроводность металла может быть в миллион триллионов раз выше, чем у стекла.

В континууме проводников и изоляторов можно найти человеческое тело где-то ближе к проводящей стороне середины. Когда тело приобретает статический заряд, оно имеет тенденцию распределять этот заряд по всей поверхности тела. Учитывая размер человеческого тела по сравнению с размером типичных объектов, используемых в электростатических экспериментах, потребуется аномально большое количество избыточного заряда, прежде чем его эффект будет заметен. Влияние избыточного заряда на тело часто демонстрируют с помощью генератора Ван де Граафа. Когда ученик кладет руку на неподвижный мяч, избыточный заряд от мяча передается человеческому телу. Будучи проводником, избыточный заряд мог стекать в тело человека и распространяться по всей поверхности тела, даже на пряди волос. Когда отдельные пряди волос заряжаются, они начинают отталкивать друг друга. Стремясь дистанцироваться от своих заряженных соседей, пряди волос начинают подниматься вверх и наружу — поистине мурашки по коже.

Многие знакомы с влиянием влажности на накопление статического заряда. Вы, вероятно, замечали, что в зимние месяцы чаще всего случаются плохие прически, удары дверными ручками и статическая одежда. Зимние месяцы, как правило, самые засушливые месяцы в году, когда уровень влажности воздуха падает до более низких значений. Вода имеет свойство постепенно снимать лишний заряд с предметов. Когда влажность высокая, человек, приобретающий избыточный заряд, будет склонен отдавать этот заряд молекулам воды в окружающем воздухе. С другой стороны, сухой воздух способствует накоплению статического заряда и более частым поражениям электрическим током. Поскольку уровни влажности имеют тенденцию меняться изо дня в день и от сезона к сезону, ожидается, что электрические эффекты (и даже успех электростатических демонстраций) могут меняться изо дня в день.

 

Распределение заряда посредством движения электронов

Предсказание направления, в котором электроны будут двигаться в проводящем материале, является простым применением двух фундаментальных правил взаимодействия зарядов. Противоположности притягиваются, а подобное отталкивается. Предположим, что какой-то метод используется для передачи отрицательного заряда объекту в заданном месте. В месте, где передается заряд, имеется избыток электронов. То есть множество атомов в этой области содержат больше электронов, чем протонов. Конечно, есть такое количество электронов, которое можно считать равным 9.0023 вполне довольны , так как есть сопровождающий положительно заряженный протон, удовлетворяющий их притяжение к противоположному. Однако так называемые избыточные электроны отталкивают друг друга и предпочитают больше места. Электроны, как и люди, хотят манипулировать своим окружением, чтобы уменьшить отталкивающие эффекты. Поскольку эти избыточные электроны присутствуют в проводнике, мало что мешает их способности мигрировать в другие части объекта. И это именно то, что они делают. Чтобы уменьшить общие эффекты отталкивания внутри объекта, происходит массовая миграция избыточных электронов по всей поверхности объекта. Лишние электроны мигрируют, чтобы удалиться от своих отталкивающих соседей. В этом смысле говорят, что избыточный отрицательный заряд распределяется по всей поверхности проводника.

Но что произойдет, если проводник приобретет избыток положительного заряда? Что, если электроны удаляются из проводника в заданном месте, придавая объекту общий положительный заряд? Если протоны не могут двигаться, то как избыток положительного заряда может распределиться по поверхности материала? Хотя ответы на эти вопросы не столь очевидны, они все же предполагают довольно простое объяснение, которое опять-таки опирается на два фундаментальных правила взаимодействия зарядов. Противоположности притягиваются, а подобное отталкивается. Предположим, что проводящая металлическая сфера заряжена с левой стороны и сообщила избыток положительного заряда. (Конечно, это требует, чтобы электроны были удалены от объекта в месте зарядки.) Множество атомов в области, где происходит зарядка, потеряли один или несколько электронов и имеют избыток протонов. Дисбаланс заряда внутри этих атомов создает эффекты, которые можно рассматривать как нарушение баланса заряда внутри всего объекта. Присутствие этих избыточных протонов в данном месте оттягивает электроны от других атомов. Электроны в других частях объекта можно рассматривать как вполне доволен балансом заряда, который они испытывают. Однако всегда найдутся электроны, которые почувствуют притяжение избыточных протонов на некотором расстоянии. Говоря человеческим языком, мы могли бы сказать, что эти электроны притягиваются любопытством или верой в то, что по ту сторону забора трава зеленее. На языке электростатики мы просто утверждаем, что противоположности притягиваются — лишние протоны и как соседние, так и дальние электроны притягиваются друг к другу. Протоны ничего не могут поделать с этим притяжением, поскольку они связаны внутри ядра своих собственных атомов. Тем не менее, электроны слабо связаны внутри атомов; и, находясь в проводнике, они могут свободно перемещаться. Эти электроны перемещаются за избыточными протонами, оставляя свои собственные атомы со своим избыточным положительным зарядом. Эта миграция электронов происходит по всей поверхности объекта до тех пор, пока общая сумма эффектов отталкивания между электронами по всей поверхности объекта не будет минимизирована.

Мы хотели бы предложить …

Иногда недостаточно просто прочитать об этом. Вы должны взаимодействовать с ним! И это именно то, что вы делаете, когда используете один из интерактивов The Physics Classroom. Мы хотели бы предложить вам совместить чтение этой страницы с использованием нашего Интерактивного поляризационного алюминиевого банка. Вы можете найти его в разделе Physics Interactives на нашем сайте. Интерактивная поляризация алюминиевой банки помогает учащимся визуализировать перераспределение зарядов внутри проводника по мере приближения заряженного объекта.

Посетите:  Поляризация алюминиевой банки

 

 

Проверьте свое понимание

Ответьте на следующие вопросы, используя свое понимание заряда. Когда закончите, нажмите кнопку, чтобы просмотреть ответы.

1. Одна из этих изолированных заряженных сфер сделана из меди, а другая — из каучука. На приведенной ниже диаграмме показано распределение избыточного отрицательного заряда по поверхности двух сфер. Отметьте, что есть что, и подкрепите свой ответ объяснением.

 

 

2. Какой из следующих материалов обладает более высокими проводящими свойствами, чем изолирующими? _____ Объясните свои ответы.

а. резина

б. алюминий

в. серебро

д. пластик

е. мокрая кожа

 

3. Проводник отличается от изолятора тем, что проводник ________.

а. имеет избыток протонов

б. имеет избыток электронов

в. может заряжаться, а изолятор не может

д. имеет более быстрые молекулы

эл. не содержит нейтронов, препятствующих потоку электронов

ф. ни один из этих

 

 

4. Предположим, что проводящий шар каким-то образом заряжается положительно. Заряд изначально осаждается на левой стороне сферы. Тем не менее, поскольку объект является проводящим, заряд равномерно распределяется по всей поверхности сферы. Равномерное распределение заряда объясняется тем, что ____.

а. заряженные атомы в месте заряда перемещаются по всей поверхности сферы

б. избыточные протоны перемещаются из места заряда в остальную часть сферы

в. избыточные электроны из остальной части сферы притягиваются к избыточным протонам

 

 

5. Когда цистерна прибыла в пункт назначения, она готовится слить топливо в резервуар или бак. Часть подготовки включает соединение корпуса автоцистерны металлическим проводом с землей. Предложите причину, почему это сделано.

 

Следующий раздел:

Перейти к следующему уроку:

Руководство для начинающих по материалам: проводники и изоляторы

Зачастую нас сбивают с толку не сложные научные понятия, а простые. Вы так не думаете?

В сегодняшней статье я буду обсуждать некоторые основные термины и понятия из темы Материалы , которые мои студенты часто неправильно понимают и применяют неправильно.

1. Давайте начнем!

2. Давайте применим эти концепции к этому вопросу

3. Движение вперед

Начнем!

Можете ли вы точно различать следующие термины?

Проводники тепла

Это материалы, пропускающие через себя тепло.

• Хороший проводник : Хороший проводник тепла позволяет теплу проходить через него БЫСТРО .
• Плохой проводник : Плохой проводник тепла позволяет теплу проходить через него МЕДЛЕННО .
• Лучший проводник : Лучший проводник тепла позволяет теплу проходить через него БЫСТРЕЕ .
• Более плохой проводник : Более плохой проводник тепла позволяет теплу проходить через него МЕДЛЕННЕЕ .

Теплоизоляторы

Такого термина НЕТ.

Почему?

Это потому, что тепло ВСЕГДА сможет проходить как через материю, так и через нематерию.

Единственная разница в том, насколько быстро или медленно распространяется тепло .

Читайте также:

1. Как интерпретировать линейные графики теплопроводности
2. Тепловая энергия X Круговорот воды: как образуются капли воды?

Проводники электричества

Это материалы, пропускающие через себя электрический ток.

• Хороший проводник : Хороший проводник электричества позволяет электрическому току проходить через него легко .
• Плохой проводник: Плохой проводник электричества не позволяет электрическому току проходить через него легко .
• Лучший проводник : Лучший проводник электричества позволяет ЕЩЕ электрический ток, проходящий через него.
• Более плохой проводник : Более плохой проводник электричества позволяет МЕНЬШЕ электрического тока проходить через него.

Изоляторы электричества

Это материалы, которые НЕ пропускают через себя электрический ток.

Давайте применим эти концепции к этому вопросу

Источник: Пресвитерианская начальная школа Пей Хва – 2017 P6 Предварительный экзамен по науке [Q4]

Если ваш ответ Вариант (1) , вы бы выбрали тот же ответ, что и половина моих учеников.

Возможно, вариант (1) показался вам лучшим возможным ответом из 4-х вариантов, учитывая, что кубик льда находился в верхней половине контейнера, где находился кулер.

Многие из моих учеников также поделились со мной тем, что черный предмет и воздух, окружающий кубик льда, которые являются плохими проводниками тепла, не пропускают тепло от нагревателя к кубику льда.

Следовательно, кубик льда должен оставаться твердым, так как для его таяния потребуется много времени.

К сожалению, Вариант (1) неверен . Фактически, некоторые части их объяснения выше даже не имеют смысла!

Позвольте мне рассказать вам, почему.

Прежде всего, как упоминалось ранее в этой статье, плохой проводник тепла позволяет теплу проходить через него медленно. Это не значит, что тепло от нагревателя вообще не будет передаваться кубику льда!

Учитывая, что горячий воздух поднимается вверх, а холодный опускается, воздух, получивший тепло от нагревателя, станет теплее и поднимется наверх контейнера.

Таким образом, воздух, окружающий кубик льда, будет теплее, в результате чего кубики льда получат тепло от более теплого окружающего воздуха и тают.

Учитывая, что 3 часа – это много, лед бы полностью растаял. Таким образом, ответ на этот вопрос Вариант (2) .

Тем не менее, пробежимся по двум другим вариантам:

Вариант (3): Вся вода вышла из установки.

Упоминалось, что бак был «полностью запечатан».

Даже если лед растаял и превратился в воду, а вода, стекающая на нагреватель, закипела и превратилась в пар, пар не сможет выйти из контейнера.

Вариант (4): Вся вода была собрана на нагревателе.

Вода, которая собирается на нагревателе, получает тепло от нагревателя, чтобы закипеть и образовать пар.

Таким образом, на обогревателе не может скапливаться вода.

Двигаясь вперед

Я надеюсь, что эта статья помогла вам лучше понять различные термины, используемые для описания некоторых свойств материалов, а также как анализировать вопросы, связанные с Heat .

Желаю вам успехов в подготовке к предстоящим вступительным экзаменам!

Проводники и изоляторы

Электроны различных типов атомов имеют разные степени свободы для перемещения. В некоторых типах материалов, таких как металлы, самые внешние электроны в атомах настолько слабо связаны, что они хаотично перемещаются в пространстве между атомами этого материала не более чем под влиянием тепловой энергии комнатной температуры. Поскольку эти практически несвязанные электроны могут свободно покидать свои соответствующие атомы и плавать в пространстве между соседними атомами, их часто называют свободные электроны .

В других типах материалов, таких как стекло, электроны атомов имеют очень мало свободы для передвижения. Хотя внешние силы, такие как физическое трение, могут заставить некоторые из этих электронов покинуть свои соответствующие атомы и перейти к атомам другого материала, они не очень легко перемещаются между атомами внутри этого материала.

Эта относительная подвижность электронов в материале известна как электрическая проводимость . Проводимость определяется типами атомов в материале (количество протонов в ядре каждого атома, определяющее его химическую идентичность) и тем, как атомы связаны друг с другом. Материалы с высокой подвижностью электронов (много свободных электронов) называются проводники , а материалы с низкой подвижностью электронов (мало свободных электронов или их отсутствие) называются изоляторами .

Вот несколько распространенных примеров проводников и изоляторов:

Проводники:

• серебро
• медь
• золото
• алюминий
• железо
• сталь
• латунь
• бронза
• ртуть
• графит
• грязная вода
• бетон

Изоляторы:

• стекло
• резина
• масло
• асфальт
• стекловолокно
• фарфор
• керамика
• кварц
• (сухой) хлопок
• (сухая) бумага
• (сухая) древесина
• пластик
• воздух
• алмаз
• чистая вода

Необходимо понимать, что не все проводящие материалы имеют одинаковый уровень проводимости, и не все изоляторы одинаково устойчивы к движению электронов. Электропроводность аналогична прозрачности некоторых материалов для света: материалы, которые легко «проводят» свет, называются «прозрачными», а те, которые этого не делают, называются «непрозрачными». Однако не все прозрачные материалы одинаково пропускают свет. Оконное стекло лучше, чем большинство пластиков, и уж точно лучше, чем «прозрачное» стекловолокно. Так и с электрическими проводниками, одни лучше других.

Например, серебро является лучшим проводником в списке «проводников», обеспечивая более легкое прохождение электронов, чем любой другой упомянутый материал. Грязная вода и бетон также считаются проводниками, но проводимость этих материалов существенно ниже, чем у любого металла.

Физические размеры также влияют на проводимость. Например, если мы возьмем две полоски из одного и того же проводящего материала — одну тонкую, а другую толстую, — толстая полоска окажется лучшим проводником, чем тонкая, при той же длине. Если мы возьмем другую пару полосок — на этот раз обе одинаковой толщины, но одна короче другой, — более короткая будет обеспечивать более легкий проход для электронов, чем длинная. Это аналогично течению воды в трубе: толстая труба обеспечивает более легкое прохождение, чем тонкая труба, а короткая труба легче проходит воде, чем длинная труба, при прочих равных размерах.

Следует также понимать, что электрические свойства некоторых материалов изменяются в различных условиях. Стекло, например, является очень хорошим изолятором при комнатной температуре, но становится проводником при нагревании до очень высокой температуры. Такие газы, как воздух, обычно изолирующие материалы, также становятся проводящими при нагревании до очень высоких температур. Большинство металлов становятся хуже проводниками при нагревании и лучше при охлаждении. Многие проводящие материалы становятся идеально проводящими (это называется сверхпроводимость ) при экстремально низких температурах.

В то время как нормальное движение «свободных» электронов в проводнике является случайным, без определенного направления или скорости, можно заставить электроны двигаться скоординированным образом через проводящий материал. Это равномерное движение электронов и есть то, что мы называем электричеством или электрическим током . Чтобы быть более точным, его можно было бы назвать динамическим электричеством в отличие от статического электричества, которое представляет собой неподвижное накопление электрического заряда. Точно так же, как вода течет через пустоту трубы, электроны могут двигаться в пустом пространстве внутри и между атомами проводника. На наш взгляд проводник может казаться твердым, но любой материал, состоящий из атомов, в основном представляет собой пустое пространство! Аналогия с потоком жидкости настолько уместна, что движение электронов в проводнике часто называют «потоком».

Здесь можно сделать важное наблюдение. Поскольку каждый электрон равномерно движется через проводник, он давит на электрон впереди него, так что все электроны движутся вместе как группа. Начало и прекращение потока электронов по всей длине проводящего пути происходит практически мгновенно от одного конца проводника к другому, даже если движение каждого электрона может быть очень медленным. Приблизительная аналогия – трубка, заполненная шариками встык:

Трубка заполнена шариками, так же как проводник заполнен свободными электронами, готовыми к перемещению под действием внешнего воздействия. Если один шарик внезапно вставить в эту полную трубку с левой стороны, другой шарик немедленно попытается выйти из трубки справа. Несмотря на то, что каждый шарик преодолел небольшое расстояние, передача движения по трубе практически мгновенна от левого конца к правому, независимо от длины трубы. С электричеством общий эффект от одного конца проводника до другого происходит со скоростью света: стремительные 186 000 миль в секунду!!! Однако каждый отдельный электрон проходит через проводник со скоростью намного медленнее.

Если мы хотим, чтобы электроны текли в определенном направлении в определенное место, мы должны предоставить им правильный путь для движения, так же как сантехник должен установить трубопровод, чтобы вода текла туда, куда он или она хочет. Чтобы облегчить это, провода изготовлены из металлов с высокой проводимостью, таких как медь или алюминий, самых разных размеров.

Помните, что электроны могут течь только тогда, когда у них есть возможность перемещаться в пространстве между атомами материала. Это означает, что может быть электрический ток только , где существует непрерывный путь из проводящего материала, обеспечивающий движение электронов. В аналогии с мрамором шарики могут течь в левую часть трубки (и, следовательно, через трубку) тогда и только тогда, когда трубка открыта с правой стороны для вытекания шариков. Если трубка заблокирована с правой стороны, шарики будут просто «скапливаться» внутри трубки, и «течь» шариков не будет. То же самое относится и к электрическому току: непрерывный поток электронов требует наличия непрерывного пути, чтобы обеспечить этот поток. Давайте посмотрим на схему, чтобы проиллюстрировать, как это работает:

Тонкая сплошная линия (как показано выше) является общепринятым символом непрерывного отрезка провода. Поскольку провод сделан из проводящего материала, такого как медь, входящие в его состав атомы имеют много свободных электронов, которые могут легко перемещаться по проводу. Однако в этом проводе никогда не будет непрерывного или равномерного потока электронов, если им не будет откуда прийти и куда уйти. Добавим гипотетический электрон «Источник» и «Назначение:»

Теперь, когда Источник Электронов выталкивает новые электроны в провод с левой стороны, может происходить поток электронов по проводу (как показано стрелками, указывающими слева направо). Однако поток будет прерван, если токопроводящий путь, образованный проводом, прервется:

Поскольку воздух является изоляционным материалом, а воздушный зазор разделяет два куска провода, некогда непрерывный путь теперь прерван, и электроны не могут течь от источника к месту назначения. Это все равно, что разрезать водопроводную трубу пополам и заглушить сломанные концы трубы: вода не может течь, если из трубы нет выхода. С точки зрения электрики у нас было состояние электрики непрерывность , когда провод был цельным, и теперь эта непрерывность нарушена, когда провод перерезан и отделен.

Если бы мы взяли другой кусок провода, ведущий к Пункту назначения, и просто физически соприкоснулись с проводом, ведущим к Источнику, у нас снова был бы непрерывный путь для движения электронов. Две точки на схеме указывают на физический контакт (металл-металл) между отрезками провода:

Теперь у нас есть непрерывность от Источника к новообразованной связи, вниз, вправо и вверх к Цели. Это аналогично установке «тройника» в одну из закрытых труб и направлению воды через новый сегмент трубы к месту назначения. Пожалуйста, обратите внимание, что через сломанный отрезок провода с правой стороны не протекают электроны, потому что он больше не является частью полного пути от источника к месту назначения.

Интересно отметить, что из-за этого электрического тока внутри проводов не происходит «износа», в отличие от водопроводных труб, которые в конечном итоге подвергаются коррозии и изнашиванию при длительных потоках.