Контрольная работа №2 (8 класс) Тема: «Тепловые явления. Изменение агрегатных состояний вещества» Вариант 1 Часть А (Теоретические вопросы) 1. Процесс: Как называется процесс перехода вещества из жидкого состояния в твердое? Изменяется ли температура вещества в процессе его плавления? 2. Энергия: Почему при кипения воды её температура не повышается. хотя мы продолжаем подводять тепло? 3. Испарение: Зависит ли скорость испарения жидкости от площади её поверхности? Приведите пример. Част. Б (Расчетные задачи) 4. Плавление: Какое количество теплоты потребуется, чтобы расплавить 2 кг свинца, взятого при температуре плавления? (Удельная теплота плавления свинца = 25 кДж/кг). 5. Парообразование: Сколько нергия выделится при конденсации 500 г водяного пара, взятого при температуре 100 °С (Удельная теплота парообразования воды L = 2,3 *10^6 Дж/кг). 6. График: На рисунке (представьте график) участок ОА соответствует нагреванию льда, АВ – плавлению. Что происходит с внутренней энергией льда на участке АВ? Часть В (Сложная задача) 7. Комбинированная задача: Какое количество теплоты потребуется, чтобы превратить 500 г льла, взятого при температуре -10 °, в воду при температуре 20 °? Справочные данные (для обоих вариантов): * Удельная теплоемкость воды с = 4200 Дж/(кг*°С) * Удельная теплоемкость льда с = 2100 Дж/(кг*°С) * Удельная теплота плавления льда λ = 3,4 *10^5 Дж/кг * Удельная теплота парообразования воды L = 2,3 *10^6 Дж/кг

Ответ:

Часть А (Теоретические вопросы)

1. Процесс перехода вещества из жидкого состояния в твердое называется отвердеванием или кристаллизацией. Температура вещества в процессе плавления не изменяется, так как вся подводимая теплота идет на разрушение кристаллической решетки.
2. При кипении воды её температура не повышается, так как вся подводимая теплота идет на разрыв связей между молекулами и превращение воды в пар.
3. Скорость испарения жидкости зависит от площади её поверхности. Чем больше площадь поверхности, тем больше молекул жидкости могут одновременно покидать её поверхность, то есть тем быстрее происходит испарение. Например, вода быстрее испарится из широкой тарелки, чем из узкого стакана.

Часть Б (Расчетные задачи)

1. Краткое пояснение: Считаем количество теплоты для плавления свинца.
   Для плавления 2 кг свинца при температуре плавления потребуется количество теплоты, которое можно рассчитать по формуле: \[Q = m \cdot \lambda\] где:
   • \(Q\) - количество теплоты, необходимое для плавления,
   • \(m\) - масса свинца,
   • \(\lambda\) - удельная теплота плавления свинца.
   Подставим значения: \[Q = 2 \text{ кг} \cdot 25 \times 10^3 \text{ Дж/кг} = 50 \times 10^3 \text{ Дж} = 50 \text{ кДж}\] Ответ: 50 кДж
2. Краткое пояснение: Считаем энергию при конденсации водяного пара.
   При конденсации 500 г водяного пара при температуре 100 °C выделится количество энергии, которое можно рассчитать по формуле: \[Q = m \cdot L\] где:
   • \(Q\) - количество теплоты, выделившееся при конденсации,
   • \(m\) - масса водяного пара,
   • \(L\) - удельная теплота парообразования воды.
   Переведем массу в килограммы: 500 г = 0,5 кг. Подставим значения: \[Q = 0.5 \text{ кг} \cdot 2.3 \times 10^6 \text{ Дж/кг} = 1.15 \times 10^6 \text{ Дж} = 1.15 \text{ МДж}\] Ответ: 1.15 МДж
3. Краткое пояснение: Разбираемся, что происходит с внутренней энергией льда при плавлении.
   На участке AB происходит плавление льда. Вся подводимая теплота идет на изменение агрегатного состояния вещества (разрушение кристаллической решетки), внутренняя энергия увеличивается, а температура не меняется.

Часть В (Сложная задача)

1. Краткое пояснение: Считаем количество теплоты для нагрева льда, плавления и нагрева воды.
   Чтобы превратить 500 г льда, взятого при температуре -10 °C, в воду при температуре 20 °C, необходимо выполнить следующие этапы:
   • Нагреть лед от -10 °C до 0 °C.
   • Расплавить лед при 0 °C.
   • Нагреть воду от 0 °C до 20 °C.
   Общее количество теплоты будет равно сумме теплоты на каждом этапе: \[Q = Q_1 + Q_2 + Q_3\] где:
   • \(Q_1\) - теплота, необходимая для нагрева льда,
   • \(Q_2\) - теплота, необходимая для плавления льда,
   • \(Q_3\) - теплота, необходимая для нагрева воды.
   Рассчитаем каждое значение:
   Показать пошаговые вычисления

   • Нагрев льда: \[Q_1 = m \cdot c_{\text{льда}} \cdot (T_{\text{плавления}} - T_{\text{начальная}})\] Переведем массу в килограммы: 500 г = 0,5 кг. Подставим значения: \[Q_1 = 0.5 \text{ кг} \cdot 2100 \text{ Дж/(кг} \cdot \text{°C)} \cdot (0 - (-10)) \text{ °C} = 0.5 \cdot 2100 \cdot 10 \text{ Дж} = 10500 \text{ Дж}\]
   • Плавление льда: \[Q_2 = m \cdot \lambda\] \[Q_2 = 0.5 \text{ кг} \cdot 3.4 \times 10^5 \text{ Дж/кг} = 1.7 \times 10^5 \text{ Дж} = 170000 \text{ Дж}\]
   • Нагрев воды: \[Q_3 = m \cdot c_{\text{воды}} \cdot (T_{\text{конечная}} - T_{\text{плавления}})\] \[Q_3 = 0.5 \text{ кг} \cdot 4200 \text{ Дж/(кг} \cdot \text{°C)} \cdot (20 - 0) \text{ °C} = 0.5 \cdot 4200 \cdot 20 \text{ Дж} = 42000 \text{ Дж}\]
   Теперь сложим все значения: \[Q = 10500 \text{ Дж} + 170000 \text{ Дж} + 42000 \text{ Дж} = 222500 \text{ Дж} = 222.5 \text{ кДж}\] Ответ: 222.5 кДж

Проверка за 10 секунд: Убедись, что правильно применил формулы для теплоты плавления, парообразования и нагрева. Проверь единицы измерения и не забудь про перевод граммов в килограммы!

База: Всегда помни про необходимость учета всех этапов изменения состояния вещества при расчетах теплоты. Не забывай переводить массу в килограммы и правильно использовать удельные теплоемкости и теплоты.