Задание 16 ОГЭ по физике: Ученик провел эксперимент по изучению количества теплоты,… | Global EE
№2. Задание 16
ID: 00010861
Ученик провел эксперимент по изучению количества теплоты, выделяющейся при остывании металлических цилиндров разной массы, предварительно нагретых до температуры t1 °С.
Количество теплоты оценивалось по нагреванию 100 г воды, налитой в калориметр и имеющей первоначально температуру 20 °C, при опускании в нее нагретого цилиндра и установления состояния теплового равновесия.
В таблице указаны результаты экспериментальных измерений массы m цилиндра, первоначальной температуры цилиндра t1 и изменение температуры Δt воды для 4-х опытов.
Какие утверждения соответствуют результатам проведенных экспериментальных измерений? Из предложенного перечня утверждений выберите два правильных. Укажите их номера.
1) Количество теплоты, выделяемое нагретым цилиндром, прямо пропорционально начальной температуре.
2) Количество теплоты, выделяемое нагретым телом, не зависит от массы тела.
3) При остывании цилиндров в первом и втором опытах выделилось одинаковое количество теплоты.
4) Удельная теплоемкость алюминия больше удельной теплоемкости меди.
5) При остывании алюминиевого цилиндра в третьем опыте выделилось наименьшее количество теплоты.
Источник: ФИПИ
Решение
Дано:
три опыта; M_\text{воды} = 100\text{ г}; T_0 = 20\text{ °C}.
Найти:
верные утверждения.
⠀
Решение:
Теплота, полученная водой: Q = cM_\text{воды}\Delta T. Утверждение 1: для проверки зависимости Q от T_1 нужны цилиндры из одного материала одинаковой массы с разными T_1. Таких пар в таблице нет — вывод сделать нельзя (неверно). Утверждение 2: сравниваем опыты 2 и 3 (одинаковый материал, T_1 = 70\text{ °C}): масса 100 г → \Delta T = 10\text{ °C}; масса 200 г → \Delta T = 20\text{ °C}; Q разное → Q зависит от массы — неверно. Утверждение 3: в опытах 1 и 2 масса воды одинакова (M = 100\text{ г}) и \Delta T = 10\text{ °C} в обоих; значит Q_1 = Q_2 = cM\Delta T — верно. Утверждение 4: опыты 1 и 2 — одинаковые m и Q; конечная температура воды одинакова: T_\text{кон} = 20 + 10 = 30\text{ °C} → металлы остыли до 30 °C. Падение температуры: \Delta T_\text{Cu} = 100 - 30 = 70\text{ °C}; \Delta T_\text{Al} = 70 - 30 = 40\text{ °C}. Из Q = c_\text{мет}\cdot m\cdot\Delta T_\text{мет}: c_\text{Cu}\cdot 70 = c_\text{Al}\cdot 40 → c_\text{Cu}/c_\text{Al} = 40/70 \lt 1 → c_\text{Al} \gt c_\text{Cu} — верно. Утверждение 5: наименьшая Q — наименьший \Delta T_\text{воды}; это 10 °C в опытах 1 и 2, а не 20 °C в опыте 3 — неверно.
