WinWord 296kb

Текстовые задания ГИА Тепловые явления (с 67 по 77 стр.)
Адсорбция

Твёрдое тело, находящееся в газе, всегда покрыто слоем молекул газа,
некоторое время удерживающихся на нём молекулярными силами. Это явление
называется адсорбция. Количество адсорбированного газа зависит от площади
поверхности, на которой могут адсорбироваться молекулы. Адсорбирующая
поверхность особенно велика у пористых веществ, пронизанных множеством
мелких каналов. Количество адсорбированного газа зависит также от природы
газа и от химического состава твёрдого тела.
Одним из примеров веществ-адсорбентов является активированный уголь, то
есть уголь, освобождённый от смолистых примесей прокаливанием. В
промышленности хороший активированный уголь получают из ореховой
скорлупы (кокосовой), из косточек некоторых плодовых культур.
Классическим
примером
использования
адсорбирующих
свойств
активированного угля является противогаз. Фильтры, содержащие
активированный уголь, применяются во многих современных устройствах для
очистки питьевой воды. Активированный уголь применяется в химической,
фармацевтической и пищевой промышленности.
В медицине процесс выведения из организма чужеродных веществ,
попадающих в него из окружающей среды или образовавшихся в самом
организме токсических продуктов обмена, называется энтеросорбция.
Лекарственные средства, поглощающие и выводящие из желудочно-кишечного
тракта
вредные,
токсичные
для
организма
вещества,
называют
энтеросорбентами. Эффективность энтеросорбентов зависит от площади их
активной поверхности. При заданной массе энтеросорбента площадь активной
поверхности обратно пропорциональна размеру его частиц: чем меньше
размеры частиц, тем больше суммарная площадь их активной поверхности.
Задание №030F10
o
Количество адсорбированного газа зависит




o
1) только от природы газа
2) только от свойств твёрдого тела
3) от природы газа и химического состава твёрдого тела
4) от природы газа, химического состава твёрдого тела и площади
адсорбирующей поверхности
Задание №638DC1
Какие частицы энтеросорбента (крупные или мелкие) окажут большее
терапевтическое действие при одинаковой потребляемой массе сорбента? Ответ
поясните.
Задание №EE7D34
o
На диаграмме представлены сравнительные характеристики энтеросорбентов на
основе диоксида кремния: удобство дозирования и применения (по
вертикальной оси) и эффективность применения в расчёте на 1 г сорбента для
выведения токсинов белковой природы (по горизонтальной оси). Размер
пузырька адсорбированного газа пропорционален площади активной
поверхности, приходящейся на 1 г сорбента.
Какое(-ие) из утверждений справедливо(-ы)?
А. При одинаковой массе сорбента наиболее эффективным для связывания
токсинов является применение белого угля.
Б. Средством, обладающим максимальным удобством в дозировании и
применении, является уголь активированный.





1) только А
2) только Б
3) и А, и Б
4) ни А, ни Б
Пересыщенный пар
Что произойдёт, если сосуд с некоторым количеством жидкости закрыть
крышкой? Наиболее быстрые молекулы воды, преодолев притяжение со
стороны других молекул, выскакивают из воды и образуют пар над водной
поверхностью. Этот процесс называется испарением воды. С другой стороны,
молекулы водяного пара, сталкиваясь друг с другом и с другими молекулами
воздуха, случайным образом могут оказаться у поверхности воды и перейти
обратно в жидкость. Это есть конденсация пара. В конце концов при данной
температуре процессы испарения и конденсации взаимно компенсируются, то
есть устанавливается состояние термодинамического равновесия. Водяной пар,
находящийся в этом случае над поверхностью жидкости, называется
насыщенным.
Давление насыщенного пара – наибольшее давление, которое может иметь пар
при данной температуре. При увеличении температуры давление и плотность
насыщенного пара увеличиваются (см. рисунок).
Зависимость плотности насыщенного водяного пара от температуры
Водяной пар становится насыщенным при достаточном охлаждении
(процесс АВ) или в процессе дополнительного испарения воды (процесс АС).
При достижении состояния насыщения начинается конденсация водяного пара
в воздухе и на телах, с которыми он соприкасается. Роль центров конденсации
могут играть ионы, мельчайшие капельки воды, пылинки, частички сажи и
другие мелкие загрязнения. Если убрать центры конденсации, то можно
получить пересыщенный пар.
На свойствах пересыщенного пара основано действие камеры Вильсона –
прибора для регистрации заряженных частиц. След (трек) частицы, влетевшей
в камеру с пересыщенным паром, виден на фотографии как линия, вдоль
которой конденсируются капельки жидкости.
Длина трека частицы зависит от заряда, массы, начальной энергии частицы.
Длина трека увеличивается с возрастанием начальной энергии частицы. Однако
при одинаковой начальной энергии тяжёлые частицы обладают меньшими
скоростями, чем лёгкие. Медленно движущиеся частицы взаимодействуют с
атомами среды более эффективно и будут иметь меньшую длину пробега.
o
Задание №04E7D3
Плотность водяного пара в воздухе составляет 17,3 гм3. Температура воздуха
составляет 22°С. Образование тумана можно будет наблюдать, если при
неизменной плотности водяного пара




1) температура повысится до 23°С
2) температура повысится до 26°С
3) температура понизится до 21°С
4) температура понизится до 18°С
Задание №6920E8
o
Переходу водяного пара, первоначально находящегося в состоянии А (см.
рисунок выше), в состояние насыщения




o
1) соответствует только процесс АВ
2) соответствует только процесс АС
3) соответствует только процесс АD
4) соответствуют все три указанных процесса: АВ, АС и АD
Задание №ED773E
Ядра дейтерия 21Н и трития 31Н имеющие одинаковую начальную энергию,
влетают в камеру Вильсона. У какого из ядер длина пробега будет больше?
Ответ поясните.

Перегретая жидкость
Кипением называется процесс образования большого количества пузырьков
пара, всплывающих и лопающихся на поверхности жидкости при её
нагревании. На самом деле эти пузырьки присутствуют в жидкости всегда, но
их размеры растут, и пузырьки становятся заметны только при кипении. Одной
из причин того, что в жидкости всегда есть микропузырьки, является
следующая. Жидкость, когда её наливают в сосуд, вытесняет оттуда воздух, но
полностью этого сделать не может, и его маленькие пузырьки остаются в
микротрещинах и неровностях внутренней поверхности сосуда. Кроме того, в
жидкостях обычно содержатся микропузырьки пара и воздуха, прилипшие к
мельчайшим частицам пыли.
Жидкость, очищенная от микропузырьков, может существовать при
температуре, превышающей температуру кипения. Такая жидкость называется
перегретой. Перегретая жидкость находится в неустойчивом состоянии, и
процесс закипания в ней может развиваться взрывообразно, если в жидкость
попадают частицы, которые могут служить центрами парообразования.
Например, если через перегретую жидкость пролетает заряженная частица, то
образующиеся
вдоль
её
траектории
ионы
становятся
центрами
парообразования. На основе этого эффекта, открытого Д. Глезером, в 1953 году
была создана пузырьковая камера – прибор для регистрации элементарных
частиц. След (трек) заряженной частицы, пролетающей через камеру с
перегретой жидкостью, виден на фотографии как линия, вдоль которой
образуются пузырьки.
Длина пробега частицы (длина трека) зависит от заряда, массы, начальной
энергии частицы и плотности среды, в которой проходит движение. Длина
пробега увеличивается с возрастанием начальной энергии частицы и
уменьшением плотности среды. При одинаковой начальной энергии тяжёлые
частицы обладают меньшими скоростями, чем лёгкие. Медленно движущиеся
частицы взаимодействуют с атомами среды более эффективно и быстрее
растрачивают имеющийся у них запас энергии, то есть длина их трека будет
меньше.
Задание №06DEAE
o
Перегретая жидкость – это жидкость, которая
1) имеет температуру выше 100 °С
2) имеет температуру выше температуры кипения при данном


давлении


3) содержит микропузырьки пара и воздуха во всем объёме
4) содержит заряженные частицы
Задание №35998D
o
Протон и альфа-частица, имеющие одинаковую начальную энергию, влетели в
пузырьковую камеру. При этом




1) треки частиц на фотографии будут неразличимы, так как частицы
имеют одинаковую начальную энергию
2) треки частиц на фотографии будут неразличимы, так как обе
частицы имеют положительный заряд
3) длина пробега протона будет больше, так как начальная скорость
движения протона больше
4) длина пробега протона будет меньше, так как начальная скорость
движения протона меньше
o
Задание №82B4C4
В одном из двух одинаковых сосудов при комнатной температуре и
нормальном атмосферном давлении находится свеженалитая сырая вода, в
другом – такое же количество воды, подвергшейся предварительному
длительному кипячению. В каком из сосудов при нагревании на одинаковых
плитках вода закипит быстрее? Ответ поясните.

Кипение
Ежедневно мы наблюдаем, как вода и её пар переходят друг в друга. Лужи на асфальте
после дождя высыхают, а водяной пар в воздухе по утрам часто превращается в
мельчайшие капельки тумана.
Что произойдёт, если сосуд с некоторым объёмом жидкости закрыть крышкой? Каждую
секунду поверхность жидкости по-прежнему будут покидать самые быстрые молекулы, её
масса будет уменьшаться, а концентрация молекул пара – увеличиваться. Одновременно с
этим в жидкость из пара будет возвращаться часть его молекул, и чем больше будет
концентрация пара, тем интенсивней будет процесс конденсации. Наконец наступит такое
состояние, когда число молекул, возвращающихся в жидкость в единицу времени, в
среднем станет равным числу молекул, покидающих её за это время. Такое состояние
называютдинамическим равновесием, а соответствующий пар – насыщенным паром.
Давление насыщенного пара зависит от вида жидкости и температуры. Чем тяжелее
оторвать молекулы жидкости друг от друга, тем меньше будет давление её насыщенного
пара. Зависимость давления насыщенного водяного пара от температуры представлена на
рисунке.
Зависимость давления насыщенного водяного пара от температуры
Кипением называется процесс образования большого числа пузырьков пара,
происходящий по всему объёму жидкости и на её поверхности при нагревании. На самом
деле эти пузырьки присутствуют в жидкости всегда, но их размеры растут, и они
становятся заметны только при кипении. Пузырьки расширяются и под действием
выталкивающей силы Архимеда отрываются от дна, всплывают и лопаются на
поверхности.
Кипение начинается при той температуре, когда пузырьки газа имеют возможность
расширяться, а это происходит, если давление насыщенного пара вырастет до
атмосферного давления. Таким образом, температура кипения – это температура, при
которой давление насыщенного пара данной жидкости равно атмосферному давлению
(давлению над поверхностью жидкости).
Задание №0E0C27
o
Можно ли наблюдать процесс пузырькового кипения воды на космической станции в
условиях невесомости? Ответ поясните.
Задание №2F38CA
o
Давление насыщенного пара воды при температуре 20 °С составляет около 2 кПа, а
давление насыщенного пара ртути при 20 °С – лишь 0,2 Па. Это означает, что




1) кипение воды при температуре 20 °С невозможно
2) кипение ртути при температуре 20 °С невозможно
3) взаимодействие между молекулами воды сильнее взаимодействия между
молекулами ртути
4) взаимодействие между молекулами ртути сильнее взаимодействия между
молекулами воды
Задание №3EBF5D
o
В кастрюле-скороварке имеется предохранительный клапан, который открывается при
давлении 1,4·105 Па. Температура кипения воды в скороварке




1) равна 100 °С
2) равна примерно 110 °С
3) равна примерно 80 °С
4) зависит от атмосферного давления
Экспериментальное открытие закона эквивалентности тепла и работы.

В 1807 г. физик Ж. Гей-Люссак, изучавший свойства газов, поставил простой опыт. Давно
было известно, что сжатый газ, расширяясь, охлаждается. Гей-Люссак заставил газ
расширяться в пустоту — в сосуд, воздух из которого был предварительно откачан. К его
удивлению, никакого понижения температуры не произошло, температура газа не
изменилась. Исследователь не мог объяснить результат: почему один и тот же газ,
одинаково сжатый, расширяясь, охлаждается, если его выпускать прямо наружу в
атмосферу, и не охлаждается, если его выпускать в пустой сосуд, где давление равно
нулю?
Объяснить опыт удалось немецкому врачу Роберту Майеру. У Майера возникла мысль,
что работа и теплота могут превращаться одна в другую. Эта замечательная идея сразу
дала возможность Майеру сделать ясным загадочный результат в опыте Гей-Люссака:
если теплота и работа взаимно превращаются, то при расширении газа в пустоту, когда он
не совершает никакой работы, так как нет никакой силы (давления), противодействующей
увеличению его объема, газ и не должен охлаждаться. Если же при расширении газа ему
приходится совершать работу против внешнего давления, его температура должна
понижаться. Даром работу получить нельзя! Замечательный результат Майера был много
раз подтвержден прямыми измерениями; особое значение имели опыты Джоуля, который
измерял количество теплоты, необходимое для нагревания жидкости, вращающейся в ней
мешалкой. Одновременно измерялись и работа, затраченная на вращение мешалки, и
количество теплоты, полученное жидкостью. Как ни менялись условия опыта, брались
разные жидкости, разные сосуды и мешалки, результат был один и тот же: всегда из одной
и той же работы получалось одно и то же количество теплоты.
Рис.1 Упрощенная схема опыта Джоуля по определению механического эквивалента
теплоты.
Задание №127C4F
o
В опытах Джоуля внутренняя энергия жидкости увеличивается благодаря


1) теплопередаче с окружающей средой
2) теплопередаче с вращающейся мешалкой
3) совершению работы над жидкостью
4) совершению работы самой жидкостью


Задание №7AFBDC
o
В процессе рабочего хода в двигателе внутреннего сгорания газы, образовавшиеся при
сгорании топлива, расширяются и
1) охлаждаются
2) нагреваются
3) сначала нагреваются, потом охлаждаются
4) сначала охлаждаются, потом нагреваются




Задание №FF1783
o
В опыте Гей-Люссака газ, расширяющийся в пустой сосуд, не охлаждается, потому что
1) теплота в этом процессе полностью превращалась в работу
2) газ совершал работу против атмосферного давления
3) теплота в этом процессе полностью поглощалась сосудом
4) газ не совершал работы, так как давление в сосуде равно нулю





Туман
При определенных условиях водяные пары, находящиеся в воздухе, частично
конденсируются, в результате чего и возникают водяные капельки тумана. Капельки воды
имеют диаметр от 0,5 мкм до 100 мкм.
Возьмем сосуд, наполовину заполним водой и закроем крышкой. Наиболее быстрые
молекулы воды, преодолев притяжение со стороны других молекул, выскакивают из воды
и образуют пар над поверхностью воды. Этот процесс называется испарением воды. С
другой стороны, молекулы водяного пара, сталкиваясь друг с другом и с другими
молекулами воздуха, случайным образом могут оказаться у поверхности воды и перейти
обратно в жидкость. Это конденсация пара. В конце концов, при данной температуре
процессы испарения и конденсации взаимно компенсируются, то есть устанавливается
состояние термодинамического равновесия. Водяной пар, находящийся в этом случае над
поверхностью жидкости, называется насыщенным.
Если температуру повысить, то скорость испарения увеличивается и равновесие
устанавливается при большей плотности водяного пара. Таким образом, плотность
насыщенного пара возрастает с увеличением температуры (см. рисунок).
Зависимость плотности насыщенного водяного пара от температуры
Для возникновения тумана необходимо, чтобы пар стал не просто насыщенным, а
пересыщенным. Водяной пар становится насыщенным (и пересыщенным) при
достаточном охлаждении (процесс АВ) или в процессе дополнительного испарения воды
(процесс АС). Соответственно, выпадающий туман называют туманом охлаждения и
туманом испарения.
Второе условие, необходимое для образования тумана — это наличие ядер (центров)
конденсации. Роль ядер могут играть ионы, мельчайшие капельки воды, пылинки,
частички сажи и другие мелкие загрязнения. Чем больше загрязненность воздуха, тем
большей плотностью отличаются туманы.
Задание №1911E2
o
Для каких процессов, указанных на рисунке, можно наблюдать туман испарения?




1) только АB
2) только АС
3) АB и АС
4) ни АB, ни АС
Задание №20BE77
o
Из графика на рисунке видно, что при температуре 20°С плотность насыщенного водяного
пара равна 17,3 г/м3. Это означает, что при 20°С





1) в 1м3 воздуха находится 17,3 г водяного пара
2) в 17,3 м3воздуха находится 1 г водяного пара
3) относительная влажность воздуха равна 17,3%
4) плотность воздуха равна 17,3 г/м3
Охлаждающие смеси
Возьмём в руки кусок сахара и коснёмся им поверхности кипятка. Кипяток втянется в
сахар и дойдёт до наших пальцев. Однако мы не почувствуем ожога, как почувствовали
бы, если бы вместо сахара был кусок ваты. Это наблюдение показывает, что растворение
сахара сопровождается охлаждением раствора. Если бы мы хотели сохранить температуру
раствора неизменной, то должны были бы подводить к раствору энергию. Отсюда следует,
что при растворении сахара внутренняя энергия системы сахар–вода увеличивается.
То же самое происходит при растворении большинства других кристаллических веществ.
Во всех подобных случаях внутренняя энергия раствора больше, чем внутренняя энергия
кристалла и растворителя при той же температуре, взятых в отдельности.
В примере с сахаром необходимое для его растворения количество теплоты отдаёт
кипяток, охлаждение которого заметно даже по непосредственному ощущению.
Если растворение происходит в воде при комнатной температуре, то температура
получившейся смеси в некоторых случаях может оказаться даже ниже 0 °С, хотя смесь и
остаётся жидкой, поскольку температура застывания раствора может быть значительно
ниже нуля. Этот эффект используют для получения сильно охлажденных смесей из снега
и различных солей.
Снег, начиная таять при 0 °С, превращается в воду, в которой растворяется соль; несмотря
на понижение температуры, сопровождающее растворение, получившаяся смесь не
затвердевает. Снег, смешанный с этим раствором, продолжает таять, забирая энергию от
раствора и, соответственно, охлаждая его. Процесс может продолжаться до тех пор, пока
не будет достигнута температура замерзания полученного раствора. Смесь снега и
поваренной соли в отношении 2 : 1 позволяет, таким образом, получить охлаждение до –
21 °С; смесь снега с хлористым кальцием (CaCl2) в отношении 7 : 10 – до –50 °С.
Задание №2B7C65
o
Где ноги будут мерзнуть меньше: на заснеженном тротуаре или на таком же тротуаре,
посыпанном солью при такой же температуре?




o
1) на заснеженном тротуаре
2) на тротуаре, посыпанном солью
3) одинаково на заснеженном тротуаре и на тротуаре, посыпанном солью
4) ответ зависит от атмосферного давления
Задание №82FF75
Во что лучше поместить ёмкость с мороженым при его приготовлении для наилучшего
охлаждения: в чистый лёд или смесь льда и соли? Ответ поясните.

Охлаждающие смеси
Возьмём в руки кусок сахара и коснёмся им поверхности кипятка. Кипяток втянется в
сахар и дойдёт до наших пальцев. Однако мы не почувствуем ожога, как почувствовали
бы, если бы вместо сахара был кусок ваты. Это наблюдение показывает, что растворение
сахара сопровождается охлаждением раствора. Если бы мы хотели сохранить температуру
раствора неизменной, то должны были бы подводить к раствору энергию. Отсюда следует,
что при растворении сахара внутренняя энергия системы сахар–вода увеличивается.
То же самое происходит при растворении большинства других кристаллических веществ.
Во всех подобных случаях внутренняя энергия раствора больше, чем внутренняя энергия
кристалла и растворителя при той же температуре, взятых в отдельности.
В примере с сахаром необходимое для его растворения количество теплоты отдаёт
кипяток, охлаждение которого заметно даже по непосредственному ощущению.
Если растворение происходит в воде при комнатной температуре, то температура
получившейся смеси в некоторых случаях может оказаться даже ниже 0 °С, хотя смесь и
остаётся жидкой, поскольку температура застывания раствора может быть значительно
ниже нуля. Этот эффект используют для получения сильно охлажденных смесей из снега
и различных солей.
Снег, начиная таять при 0 °С, превращается в воду, в которой растворяется соль; несмотря
на понижение температуры, сопровождающее растворение, получившаяся смесь не
затвердевает. Снег, смешанный с этим раствором, продолжает таять, забирая энергию от
раствора и, соответственно, охлаждая его. Процесс может продолжаться до тех пор, пока
не будет достигнута температура замерзания полученного раствора. Смесь снега и
поваренной соли в отношении 2 : 1 позволяет, таким образом, получить охлаждение до –
21 °С; смесь снега с хлористым кальцием (CaCl2) в отношении 7 : 10 – до –50 °С.
Задание №F642EF
Внутренняя энергия раствора по сравнению с суммой внутренней энергии кристалла и
растворителя при той же температуре в большинстве случаев
o
o
o
o

1) больше
2) меньше
3) такая же
4) пренебрежимо мала
Гейзеры
Гейзеры располагаются вблизи действующих или недавно уснувших вулканов. Для
извержения гейзеров необходима теплота, поступающая от вулканов. Чтобы понять
физику гейзеров, напомним, что температура кипения воды зависит от давления (см.
рисунок).
Зависимость температуры кипения воды от давления
Представим себе 20-метровую гейзерную трубку, наполненную горячей водой. По мере
увеличения глубины температура воды растёт. Одновременно возрастает и давление: оно
складывается из атмосферного давления и давления столба воды в трубке. При этом везде
по длине трубки температура воды оказывается несколько ниже температуры кипения,
соответствующей давлению на той же глубине. Теперь предположим, что по одному из
боковых протоков в трубку поступила порция пара. Пар вошёл в трубку и поднял воду до
некоторого нового уровня, а часть воды вылилась из трубки в бассейн. При этом
температура поднятой воды может оказаться выше температуры кипения при новом
давлении, и вода немедленно закипает.
При кипении образуется пар, который ещё выше поднимает воду, заставляя её выливаться
в бассейн. Давление на нижние слои воды уменьшается, так что закипает вся оставшаяся в
трубке вода. В этот момент образуется большое количество пара; расширяясь, он с
огромной скоростью устремляется вверх, выбрасывая остатки воды из трубки, –
происходит извержение гейзера.
Но вот весь пар вышел, трубка постепенно вновь заполняется охладившейся водой. Время
от времени внизу слышатся взрывы: это в трубку из боковых протоков попадают порции
пара. Однако очередной выброс воды начнётся только тогда, когда вода в трубке
нагреется до температуры, близкой к температуре кипения.
Задание №2E3805
o
В гейзерную трубку из бокового протока поступила порция пара. Над паром остался столб
воды высотой 10 м. Вода на этой глубине находится при температуре 121 °С.
Атмосферное давление 105 Па. При этом вода в трубке
1) будет перемещаться вниз под действием атмосферного давления
2) останется в равновесии, так как её температура ниже температуры кипения
3) быстро охладится, так как её температура ниже температуры кипения на



глубине 10 м

o
4) закипит, так как её температура выше температуры кипения при внешнем
давлении 2⋅105 Па
Задание №9BB307
Какое(-ие) утверждение(-я) справедливо(-ы)?
А. Жидкость можно заставить закипеть, увеличивая внешнее давление при неизменной
температуре.
Б. Жидкость можно заставить закипеть, увеличивая её температуру при неизменном
давлении.




o
1) только А
2) только Б
3) и А, и Б
4) ни А, ни Б
Задание №C07BD9
Может ли вода кипеть при комнатной температуре? Ответ поясните.

Термоэлементы
Рассмотрим цепь, составленную из проводников, изготовленных из разных металлов (см.
рисунок). Если места спаев металлов находятся при одной температуре, то тока в цепи не
наблюдается. Положение станет совершенно иным, если мы нагреем какой-нибудь из
спаев, например, спай a. В этом случае гальванометр показывает наличие в цепи
электрического тока, протекающего все время, пока существует разность температур
между спаями a и b.
Рис. Цепь, состоящая из железного и двух медных проводников и гальванометра
Значение силы тока, протекающего в цепи, приблизительно пропорционально разности
температур спаев. Направление тока зависит от того, какой из спаев находится при более
высокой температуре. Если спай a не нагревать, а охлаждать (поместить, например, в
сухой лед), то ток потечёт в обратном направлении.
Описанное явление было открыто в 1821 г. немецким физиком Зеебеком и получило
название термоэлектричества, а всякую комбинацию проводников из разных металлов,
образующих замкнутую цепь, называют термоэлементом.
Важным применением металлических термоэлементов является их использование для
измерения температуры. Термоэлементы, используемые для измерения температуры (так
называемые термопары), обладают перед обычными жидкостными термометрами рядом
преимуществ: термопары можно использовать для измерения как очень высоких (до
2000°С), так и очень низких температур. Более того, термопары дают более высокую
точность измерения температуры и гораздо быстрее реагируют на изменение
температуры.
Задание №325DB5
o
Термоэлемент – это
1) замкнутая цепь, состоящая из комбинации металлических проводников и

гальванометра



2) явление протекания электрического тока в замкнутой цепи, состоящей из
разных металлов, при возникновении разности температур спаев
3) явление протекания электрического тока в замкнутой цепи, состоящей из
разных металлов
4) замкнутая цепь, состоящая из комбинации проводников из разных металлов
Задание №8FFFD1
o
При нагревании спаев термопары из меди и константана до температур 100С и 300С
через гальванометр проходит электрический ток (см. рисунок).
На каком из рисунков показания гальванометра правильно отражают направление и
значение силы тока для новой разности температур?

1)
o

2)

3)

4)
Задание №D5DD21
Какое преобразование энергии происходит в термоэлементе? Ответ поясните.

Охлаждающие смеси
Возьмём в руки кусок сахара и коснёмся им поверхности кипятка. Кипяток втянется в
сахар и дойдёт до наших пальцев. Однако мы не почувствуем ожога, как почувствовали
бы, если бы вместо сахара был кусок ваты. Это наблюдение показывает, что растворение
сахара сопровождается охлаждением раствора. Если бы мы хотели сохранить температуру
раствора неизменной, то должны были бы подводить к раствору энергию. Отсюда следует,
что при растворении сахара внутренняя энергия системы сахар–вода увеличивается.
То же происходит при растворении большинства других кристаллических веществ. Во
всех подобных случаях внутренняя энергия раствора больше, чем внутренняя энергия
кристалла и растворителя при той же температуре, взятых в отдельности.
В примере с сахаром необходимое для его растворения количество теплоты отдаёт
кипяток, охлаждение которого заметно даже по непосредственному ощущению.
Если растворение происходит в воде при комнатной температуре, то температура
получившейся смеси в некоторых случаях может оказаться даже ниже 0°С, хотя смесь и
остаётся жидкой, поскольку температура застывания раствора может быть значительно
ниже 0°С. Этот эффект используют для получения сильно охлаждённых смесей из снега и
различных солей.
Снег, начиная таять при 0 °С, превращается в воду, в которой растворяется соль; несмотря
на понижение температуры, сопровождающее растворение, получившаяся смесь не
затвердевает. Снег, смешанный с этим раствором, продолжает таять, забирая энергию от
раствора и, соответственно, охлаждая его. Процесс может продолжаться до тех пор, пока
не будет достигнута температура замерзания полученного раствора. Смесь снега и
поваренной соли в отношении 2:1 позволяет, таким образом, получить охлаждение
до −21°С; смесь снега с хлористым кальцием (CaCl2) в отношении 7:10 позволяет
получить охлаждение до −50°С.
Задание №369753
o
Что происходит с температурой воды при растворении в ней сахара?
1) не изменяется
2) повышается
3) понижается
4) характер изменения температуры зависит от температуры окружающей




среды
Задание №87BE94
o
Охлаждающий эффект смеси снега и соли зависит от
А) концентрации соли в смеси
Б) химического состава используемой соли
Верным является ответ



1) только А
2) только Б
3) и А, и Б
4) ни А, ни Б


Адсорбция
Явление смачивания заключается в том, что молекулы жидкости как бы прилипают к
твердому телу и более или менее длительно удерживаются на нём. То же может
происходить и с молекулами газа. Твердое тело, находящееся в газе, всегда покрыто слоем
молекул газа, некоторое время удерживающихся на нём молекулярными силами. Это
явление носит название адсорбции.
Количество адсорбированного газа в разных случаях разное. Прежде всего, оно зависит от
площади поверхности, на которой могут адсорбироваться молекулы: чем она больше, тем
больше адсорбируется газа. Адсорбирующая поверхность особенно велика у пористых
веществ, т.е. веществ, пронизанных множеством мелких каналов. Количество
адсорбированного газа зависит также от природы газа и от свойств твердого тела.
Одним из примеров веществ, способных адсорбировать громадное количество газа,
является активированный уголь, т.е. уголь, освобожденный от смолистых примесей
прокаливанием.
Адсорбция на активированном угле и на других твердых телах имеет широкое
применение. Она применяется, например, для улавливания ценных газообразных веществ,
получающихся при химических реакциях; в медицине – для извлечения вредных газов,
образующихся в организме при различных отравлениях, и т.п. Громадное значение имеет
адсорбция газов на поверхности твердых тел для ускорения некоторых химических
реакций между газами.
Одно из наиболее важных применений адсорбции – улавливание отравляющих газов
противогазами. Улавливание осуществляется слоем активированного угля, помещенным
внутри респираторной коробки противогаза, соединяющейся при помощи шланга с
маской. Кроме угля, в коробке находятся химические поглотители и фильтр для
задерживания частиц отравляющих дымов, не задерживаемых углем (см. рисунок).
Применение активированного угля для целей противогазовой защиты было предложено
Н.Д. Зелинским во время первой мировой войны.
Твердые тела могут адсорбировать не только газы, но и различные растворенные вещества
из жидкостей. Это тоже широко используется в технике.
Задание №42107A
Причиной адсорбции является
А. взаимодействие молекул газа с молекулами твердого тела
Б. действие на молекулы газа силы тяжести
Правильным ответом является
1) только А
2) только Б
3) и А, и Б
4) ни А, ни Б
o
o
o
o

Туман
При определенных условиях водяные пары, находящиеся в воздухе, частично
конденсируются, в результате чего и возникают водяные капельки тумана. Капельки воды
имеют диаметр от 0,5 мкм до 100 мкм.
Возьмем сосуд, наполовину заполним водой и закроем крышкой. Наиболее быстрые
молекулы воды, преодолев притяжение со стороны других молекул, выскакивают из воды
и образуют пар над поверхностью воды. Этот процесс называется испарением воды. С
другой стороны, молекулы водяного пара, сталкиваясь друг с другом и с другими
молекулами воздуха, случайным образом могут оказаться у поверхности воды и перейти
обратно в жидкость. Это конденсация пара. В конце концов, при данной температуре
процессы испарения и конденсации взаимно компенсируются, то есть устанавливается
состояние термодинамического равновесия. Водяной пар, находящийся в этом случае над
поверхностью жидкости, называется насыщенным.
Если температуру повысить, то скорость испарения увеличивается и равновесие
устанавливается при большей плотности водяного пара. Таким образом, плотность
насыщенного пара возрастает с увеличением температуры (см. рисунок).
Рис. Зависимость плотности насыщенного водяного пара от температуры
Для возникновения тумана необходимо, чтобы пар стал не просто насыщенным, а
пересыщенным. Водяной пар становится насыщенным (и пересыщенным) при
достаточном охлаждении (процесс АВ) или в процессе дополнительного испарения воды
(процесс АС). Соответственно, выпадающий туман называют туманом охлаждения и
туманом испарения.
Второе условие, необходимое для образования тумана — это наличие ядер (центров)
конденсации. Роль ядер могут играть ионы, мельчайшие капельки воды, пылинки,
частички сажи и другие мелкие загрязнения. Чем больше загрязненность воздуха, тем
большей плотностью отличаются туманы.
o
Задание №CC16C6
Из графика на рисунке видно, что при температуре 20 °С плотность насыщенного
водяного пара равна 17,3 г/м3. Это означает, что при 20 °С
1) масса насыщенных паров воды в 1м3 воздуха составляет 17,3 г
2) в 17,3 м3воздуха находится 1 г насыщенного водяного пара
3) относительная влажность воздуха равна 17,3%
4) плотность воздуха равна 17,3 г/м3




o
Задание №E05752
Какие туманы более плотные: в городе или в горных районах? Ответ обоснуйте.

Пузырьковая камера
Жидкость, очищенная от микропузырьков воздуха (центров парообразования), может
длительное время существовать при температуре, превышающей температуру кипения.
Такая жидкость называется перегретой. Перегретая жидкость находится в неустойчивом
состоянии, и процесс закипания в ней может развиваться взрывообразно, если в жидкость
попадают частицы, которые могут служить центрами парообразования. Например, если
через перегретую жидкость пролетает заряженная частица, то образующиеся вдоль
траектории ионы становятся центрами парообразования. На основе этого эффекта,
открытого Д. Глезером, в 1953 году была создана пузырьковая камера – прибор для
регистрации элементарных частиц. Траектория (трек) заряженной частицы, пролетающей
через камеру с перегретой жидкостью, видна на фотографии как линия, вдоль которой
образуются пузырьки.
Состояние перегретой жидкости в камере достигается за счёт быстрого понижения
давления до значения, при котором температура жидкости оказывается выше температуры
кипения (при этом же давлении). В этот момент частицы впускаются в камеру, камера
освещается, и треки фотографируются. После фотографирования давление в камере
поднимается, пузырьки исчезают, и камера снова готова к действию. Весь цикл работы
составляет менее 1 секунды.
Длина трека частицы зависит от заряда, массы, начальной энергии частицы и плотности
среды, в которой проходит движение. Длина трека увеличивается с возрастанием
начальной энергии частицы и уменьшением плотности среды. При одинаковой начальной
кинетической энергии тяжёлые частицы обладают меньшими скоростями, чем лёгкие.
Медленно движущиеся частицы взаимодействуют с атомами среды более эффективно и
быстрее растрачивают имеющийся у них запас энергии, то есть длина их трека будет
меньше.
При помещении камеры в магнитное поле на заряженную частицу будет действовать сила
Лоренца, и трек частицы будет искривляться. Радиус кривизны трека зависит от импульса
и заряда частицы.
o
Задание №01A669
При помещении пузырьковой камеры в магнитное поле изменяется
1) кинетическая энергия частицы
2) длина трека частицы
3) траектория движения частицы
4) заряд частицы




o
Задание №066235
Перегретая жидкость – это жидкость, которая
1) имеет температуру выше 100 °С при повышенном атмосферном давлении
2) имеет температуру выше температуры кипения при данном давлении
3) содержит микропузырьки пара и воздуха
4) содержит заряженные частицы




o
Задание №D8AD3D
Протон и альфа-частица, имеющие одинаковую начальную энергию, влетели в
пузырьковую камеру. При этом





1) треки частиц на фотографии будут неразличимы, так как частицы имеют
одинаковую начальную энергию
2) треки частиц на фотографии будут неразличимы, так как обе частицы имеют
положительный заряд
3) длина пробега протона будет больше, так как начальная скорость движения
протона больше
4) длина пробега протона будет меньше, так как начальная скорость движения
протона меньше
Аморфные и кристаллические тела
По своим физическим свойствам и молекулярной структуре твёрдые тела разделяются на
два класса – аморфные и кристаллические тела.
Твёрдые тела, в которых атомы или молекулы расположены упорядоченно и образуют
периодически повторяющуюся внутреннюю структуру, называются кристаллами (см.
рис. 1а). Физические свойства кристаллических тел неодинаковы в различных
направлениях (это свойство кристаллов называется анизотропностью), но совпадают в
параллельных направлениях. Анизотропия механических, тепловых, электрических и
оптических свойств кристаллов объясняется тем, что при упорядоченном расположении
атомов, молекул или ионов силы взаимодействия между ними и межатомные расстояния
оказываются неодинаковыми по различным направлениям.
(а)
(б)
Рис. 1
Характерной особенностью аморфных тел является их изотропность, т. е. независимость
всех физических свойств (механических, оптических и т. д.) от направления. Молекулы и
атомы в изотропных твёрдых телах располагаются хаотично (см. рис. 1б). По своей
структуре аморфные тела очень близки к жидкостям. Примерами аморфных тел могут
служить стекло, различные затвердевшие смолы (янтарь), пластики и т. д. У аморфных тел
нет определенной температуры плавления. Если аморфное тело нагревать, то оно
постепенно размягчается, и переход в жидкое состояние занимает значительный интервал
температур.
o
Задание №1B6BDE
На рисунке представлены процессы нагревания с переходом в жидкое состояние для
четырёх веществ, первоначально находившихся в твёрдом состоянии.
Какой график соответствует аморфному состоянию твердого тела? Ответ поясните.
o
Задание №59779D
Изотропия физических свойств аморфных тел объясняется тем, что в аморфном теле
1) межатомные расстояния неодинаковы по различным направлениям
2) межатомное взаимодействие больше межатомного взаимодействия в


кристаллах
3) межатомное взаимодействие меньше межатомного взаимодействия в

кристаллах
4) межатомные расстояния в среднем одинаковы по различным направлениям

o
Задание №E6B5E4
Физические свойства кристаллического тела, представленного на рисунке, совпадают
вдоль прямых





1) (1) и (3)
2) (3) и (4)
3) (1) и (2)
4) (2) и (3)
Как замерзают растворы
Если охладить раствор какой-либо соли в воде, то обнаружится, что температура
кристаллизации понизилась. Кристаллики появятся в жидкости лишь при температуре на
несколько градусов ниже нуля градусов.
Температура кристаллизации зависит от концентрации раствора. Она тем ниже, чем выше
концентрация раствора. Например, при растворении 45 кг поваренной соли в 1 м3 воды
температура кристаллизации уменьшается до –3 °С. Самую низкую температуру имеет
насыщенный раствор, т. е. раствор, содержащий максимально возможное количество
растворённой соли. При этом уменьшение температуры достаточно существенное. Так,
насыщенный раствор поваренной соли в воде кристаллизуется при температуре –21 °С, а
насыщенный раствор хлористого кальция – при температуре –55 °С.
Рассмотрим, как идёт процесс кристаллизации. После того как в растворе появятся первые
кристаллики льда, концентрация раствора повысится. Возрастёт относительное число
молекул соли, увеличатся помехи процессу кристаллизации воды, и температура
кристаллизации понизится. Если дальше не понижать температуру, то кристаллизация
остановится. При дальнейшем понижении температуры кристаллики воды продолжат
образовываться, и раствор станет насыщенным. Дальнейшее обогащение раствора
растворённым веществом (солью) становится невозможным, и раствор застывает сразу.
Если рассмотреть замёрзшую смесь в микроскоп, то можно увидеть, что она состоит из
кристалликов льда и кристалликов соли.
Таким образом, раствор замерзает не так, как простая жидкость. Процесс замерзания
растягивается на большой температурный интервал.
Если посыпать лёд солью, то лёд начнёт таять. Конечно, это будет иметь место, если
температура замерзания насыщенного раствора соли ниже температуры воздуха. При этом
лёд будет плавиться, а соль – растворяться в образовавшейся воде. Процесс плавления
требует энергии, которую лёд потребляет из окружающего воздуха. В результате
температура воздуха понижается.
o
Задание №007228
Температура кристаллизации раствора соли в воде зависит от
А. концентрации раствора.
Б. химического состава соли.
Правильный ответ
1) только А
2) только Б
3) ни А, ни Б
4) и А, и Б




o
Задание №35783E
Что произойдет с процессом кристаллизации воды в растворе, если не понижать
температуру раствора? Ответ поясните

Как замерзают растворы
Если охладить раствор какой-либо соли в воде, то обнаружится, что температура
кристаллизации понизилась. Кристаллики появятся в жидкости лишь при температуре на
несколько градусов ниже нуля градусов.
Температура кристаллизации зависит от концентрации раствора. Она тем ниже, чем выше
концентрация раствора. Например, при растворении 45 кг поваренной соли в 1 м3 воды
температура кристаллизации уменьшается до –3 °С. Самую низкую температуру имеет
насыщенный раствор, т. е. раствор, содержащий максимально возможное количество
растворённой соли. При этом уменьшение температуры достаточно существенное. Так,
насыщенный раствор поваренной соли в воде кристаллизуется при температуре –21 °С, а
насыщенный раствор хлористого кальция – при температуре –55 °С.
Рассмотрим,
как
идёт
процесс
кристаллизации.
После
того
как
в растворе появятся первые кристаллики льда, концентрация раствора повысится.
Возрастёт относительное число молекул соли, увеличатся помехи процессу
кристаллизации воды, и температура кристаллизации понизится. Если дальше не
понижать температуру, то кристаллизация остановится. При дальнейшем понижении
температуры кристаллики воды продолжат образовываться, и раствор станет
насыщенным. Дальнейшее обогащение раствора растворённым веществом (солью)
становится невозможным, и раствор застывает сразу. Если рассмотреть замёрзшую смесь
в микроскоп, то можно увидеть, что она состоит из кристалликов льда и кристалликов
соли.
Таким образом, раствор замерзает не так, как простая жидкость. Процесс замерзания
растягивается на большой температурный интервал.
Если посыпать лёд солью, то лёд начнёт таять. Конечно, это будет иметь место, если
температура замерзания насыщенного раствора соли ниже температуры воздуха. При этом
лёд будет плавиться, а соль – растворяться в образовавшейся воде. Процесс плавления
требует энергии, которую лёд потребляет из окружающего воздуха. В результате
температура воздуха понижается.
Задание №F7A23E
Температура кристаллизации раствора соли в воде
o
o
o
o
1) ниже температуры кристаллизации воды
2) равна температуре кристаллизации воды
3) зависит от температуры окружающего воздуха
4) выше температуры кристаллизации воды