Тепловые Явления — Задание 3 ОГЭ по физике №00048831

Холодный шарик свободно проходил сквозь кольцо, а нагретый застрял. Значит, при нагревании шарик стал больше. Разберёмся, что при этом случилось с его объёмом, массой и плотностью.

Сначала объём. Это явление называется тепловым расширением: при нагревании частицы стали колеблются сильнее и в среднем отодвигаются друг от друга, поэтому шарик немного «раздувается». Раз он перестал пролезать в то же кольцо, его объём увеличился. Вариант 2 («объём не изменился») сразу отпадает.

Теперь масса. Масса — это количество вещества в шарике. Пока шарик нагревали, к нему не добавилось ни одной новой частицы стали, ничего от него и не отвалилось. Число частиц прежнее, значит, масса не изменилась. Поэтому неверен и вариант 1, где масса «увеличилась».

Остаётся плотность. Плотность показывает, какая масса приходится на единицу объёма:

$$\rho=\dfrac{m}{V}.$$

Масса $m$ осталась той же, а объём $V$ вырос. Если прежнюю массу «размазать» по большему объёму, на каждый кубический сантиметр её придётся меньше. Значит, плотность шарика уменьшилась, и вариант 3 («плотность не изменилась») неверен.

Верен вариант 4: объём шарика увеличился, а его плотность уменьшилась.

Проверим себя обратным опытом: если шарик остудить, он сожмётся и снова пройдёт в кольцо, а масса так и останется прежней — вещества в нём не прибавится и не убавится. Всё сходится.