ТЗ-1. Внутренняя энергия
Дидактические материалы по физике 8 класс А.Е. Марон (к учебнику А.В. Перышкина)
1. Скорость движения молекул любого тела связана с его температурой. Можно ли считать тепловым движение какой-либо одной молекулы тела?
Тепловое движение — процесс хаотичного движения частиц, образующих вещество, значит движение молекул можно считать тепловым.
2. а) Изменяется ли внутренняя энергия при деформации тела? при изменении температуры тела? при подъеме тела над землей?
б) При деформации тела изменилось только взаимное расположение молекул. Изменилась ли при этом температура тела?
а) при деформации тела — да; при изменении температуры — да; при подъеме тела — нет; б) температура тела изменится, так как происходит взаимодействие между молекулами.
3. а) Одинакова ли внутренняя энергия одной и той же массы холодной и горячей воды? Почему?
б) Вода и водяной пар, имея равную температуру, например 100 °С, отличаются расположением молекул. Одинакова ли внутренняя энергия пара и воды? Почему?
а) нет, внутренняя энергия горячей воды больше, так как температура выше, соответственно молекулы движутся быстрее и чаще взаимодействуют;
б) внутренняя энергия воды больше, так как молекулы расположены ближе друг к другу и, соответственно, чаще взаимодействуют.
4. В одинаковых сосудах находится газ равной массы, но раз-ной температуры (рис. 1). В каком из сосудов газ обладает большей внутренней энергией? Какая часть внутренней энергии — энергия движения частиц или энергия их взаимодействия — играет главную роль при сравнении?
В сосуде 2 газ обладает большей внутренней энергией, так как температура в нем в 2 раза выше. Главную роль при сравнении в данном случае играет энергия движения частиц.
5. Увеличивается ли внутренняя энергия тел в следующих случаях:
а) при трении корпуса движущегося самолета о воздух;
б) при обработке заготовки на токарном станке;
в) при соприкосновении холодного воздуха с нагретым предметом?
Внутренняя энергия тел увеличивается в случае а) и б), так как в обоих случаях над телом совершается работа. В случае в) внутренняя энергия предмета не увеличивается.
6. В двух одинаковых сосудах при одной и той же температуре заключены равные массы газа (рис. 2). В каком из сосудов газ обладает большей внутренней энергией? Почему?
В сосуде I газ обладает большей внутренней энергией, так как молекулы расположены ближе друг к другу, следовательно, взаимодействие между ними происходит чаще.
7. а) Если в сугроб вылить в одном месте ведро теплой воды, а в другом — стакан кипятку, то в каком случае растает больше снега и почему?
б) Из баллона откачивают воздух. Как будет меняться при этом внутренняя энергия оставшейся в баллоне части воздуха? Почему?
а) там, где вылили 1 ведро, так как площадь взаимодействия со снегом больше,
б) внутренняя энергия оставшейся в баллоне части воздуха будет уменьшаться, так как уменьшается взаимодействие молекул.
8. Почему иногда крышка чайника, в котором кипит вода, подпрыгивает, а иногда — нет?
При кипении часть воды переходит в пар и собирается в верхней части чайника, давление пара увеличивается, и крышка чайника подпрыгивает. Если же вода в чайнике налита так, что отверстие носика незакрыто, то пар выходит через носик чайника и крышка не прыгает.
9. Как можно отогреть озябшие руки, не используя нагретых предметов или теплых перчаток?
Трением ладошек друг о друга, так как в результате этого внутренняя энергия ладошек увеличивается
10. Почему после сильного шторма вода в море становится теплее?
После сильного шторма вода в море становится теплее, т.к. во время шторма происходило трение между слоями воды, увеличивалась их внутренняя энергия, и, соответственно, температура.
11. Для резки стали используют фрикционную пилу (диск без зубьев). Вращаясь с большой скоростью, такой диск режет металл. Объясните этот процесс.
При вращении с большой скоростью между диском и металлом возникает большая сила трения, увеличивается внутренняя энергия, и, соответственно, температура, поэтому в месте соприкосновения с диском металл плавится и таким образом разрезается.
12. Почему при вхождении в плотные слои атмосферы большинство метеоритов сгорает?
Скорость метеоритов, входящих в плотные слои атмосферы, настолько велика, что при трении о слои атмосферы метеориты нагреваются так сильно, что начинают оплавляться, гореть и испаряться
13. Объясните, почему происходит изменение внутренней энергии: а) при нагревании воды в кастрюле; б) при сжатии и расширении воздуха; в) при таянии льда; г) при сжатии и растяжении резины.
а) за счет теплопередачи; б) при сжатии внутренняя энергия увеличивается за счет совершения работы над системой; при расширении работу совершает сама система — внутренняя энергия уменьшается; в) при таянии льда внутренняя энергия увеличивается за счет излучения или теплопроводности; г) при сжатии или растяжении резины внутренняя энергия увеличивается за счет совершения работы над телом.
14. В каком месте водопада температура воды выше?
Температура воды выше в нижней части водопада. Так как по закону сохранения энергии потенциальная энергия падающей воды преобразуется в кинетическую и внутреннюю, соответственно внутренняя энергия увеличивается, значит увеличивается и температура воды.
15. а) Почему выскакивают искры при ударе кремня о сталь? б) Почему от вращающегося точильного камня летят искры, если прижать к нему кусок стали?
а) При ударе кремня о сталь выскакивают искры, т.к. между ними возникает сила трения, температура увеличивается, разогретые мелкие частички кремния разлетаются, образуя искры,
б) Если прижать к вращающемуся точильному камню кусок стали, то между ними возникнет большая сила трения, температура увеличится, и разогретые мелкие частицы стали разлетаются, образуя искры.
Источник
После сильного шторма вода море становится теплее
При нагревании углекислого газа, содержащегося в воде, давление его возрастает. Увеличивается и сила давления на пробку. Когда она становится больше силы трения пробки о поверхность стекла бутылки, пробка выскакивает.
Введенный внутрь банки нагретый воздух, соприкасаясь с ее холодными стенками, охлаждается. Давление его становится меньше атмосферного, и банка «присасывается» к телу.
Чтобы во время работы лампы давление азота не превышало атмосферного (превышение давления привело бы к взрыву баллона).
Двумя последовательными процессами — нагреванием газа при постоянном давлении (изобарический процесс), затем нагреванием газа при постоянном объеме (изохорический процесс), или наоборот.
См. рисунок 323.
См. рисунок 324.
Следует провести на чертеже изохоры, проходящие через начальную и конечную точки 1,2 (рис. 325). Точка 2 лежит на изохоре, идущей под меньшим углом к оси абсцисс, чем изохора, проходящая через точку 1. Следовательно, в точке 2 газ занимал больший объем, чем в точке 1, т.е. газ расширялся.
. Сместится ли ртуть в трубке, если оба сосуда нагреть на 10 °С?
В обоих сосудах объемы газов увеличатся неодинаково, так как в левом сосуде содержится большее количество молекул водорода, чем в правом.
При сжатии резины воздух выходит из мячика. Вследствие этого не происходит накопления потенциальной энергии, необходимой для подъема.
Да, но КПД будет очень мал, так как большая часть совершаемой работы пойдет на сжатие самого газа.
Для нагревания шара, стоящего на подставке, потребуется больше энергии, так как при расширении от нагревания его центр тяжести перемещается вверх, и необходимо затратить некоторое количество теплоты на увеличение потенциальной энергии шара. У висящего на нити шара центр тяжести при нагревании перемещается вниз. При этом некоторое количество механической энергии превращается в соответствующее количество теплоты. Следовательно, для нагревания висящего шара надо будет затратить меньше энергии.
Источник
После сильного шторма вода море становится теплее
Как выглядят берега Чёрного моря?
Море окружено горами. С юга к нему подступают Понтийские горы, восточные берега прикрыты Большим Кавказским хребтом. На западе раскинулись отроги Балкан, и только с северо-запада прибоем омываются низкие степные берега. Но немного восточнее глубоко в море вдается Крымский полуостров с его гостеприимными горами Южнобережья и Киммерии. Удобных для моряков бухт и заливов в Чёрном море мало. Основные наши заливы — Одесский и Каркинитский — расположены в северо-западной части моря, где волны намывают широкие песчаные косы — пересыпи. Бедны черноморские берега полуостровами, самый большой из которых, как известно, Крымский. На южном Анатолийском выступе заметны три полуострова: Бафра, Чаршамба, Инджебурун. Из островов на картах обычно обозначают Змеиный, который находится возле устья Дуная и удален от берега всего на 40 км. Есть ещё два малозаметных острова — Березань в районе Одессы и Кефкен близ Босфора. Другие острова — это просто большие и малые скалы.
Что скрывается под водой?
В рельефе черноморского дна четко прослеживаются три формы: шельф (или материковая отмель), материковый склон и глубоководная котловина.
Шельф начинается у берега и опускается на глубину 100-140 м. В недалеком геологическом прошлом (10—12 тыс. лет назад) он был равниной, по которой текли реки. Когда, растаяв, отступили на север последние ледники, эти равнины оказались затопленными. Сейчас шельф занимает 24% площади черноморского дна. Ширина его различна. На северо-западе мелководный шельф уходит в море на 200-250 км, у кавказских и малоазиатских берегов — всего на 6-10 км, а кое-где обрывается уже в 500 м от берега.
Материковый склон у крымских, кавказских и анатолийских побережий подходит близко к берегу, он крут (до 30°), изрезан узкими глубокими впадинами, извилистыми каньонами, широкими долинами, которые промыли протекавшие там доисторические реки. Море скрывает подводные скалы и гигантские ступени, оползни и террасы, возвышенности и каменные разломы.
Дно котловины Чёрного моря начинается на глубине 2000 м и занимает треть всей акватории. Идеально ровное, овальное, оно немного наклонено к югу.
Что такое лиманы и лагуны?
Лиманы — это затопленные морем долины и устья рек, перпендикулярные линии побережья. В Чёрном море они располагаются, в основном, по берегам низкой и равнинной северозападной части, куда впадают большие реки. Самый большой черноморский лиман — Днепровско-Бугский, его длина от устья Днепра — 61 км, ширина — 10-15 км. Но и всё Азовское море можно рассматривать как огромный причерноморский лиман реки Дона.
Лагуны часто по ошибке называют лиманами. Лагуна всегда солонее моря. Это бывший залив, частично или полностью отделенный от моря песчаной косой и расположенный обычно вдоль берега. Лиманы бывают пресными, солоноватыми, солеными и сверхсолеными. Это зависит от их глубины, от того, как быстро испаряется вода с поверхности и сколько её поступает из реки и из моря. Есть лиманы и лагуны, которые летом полностью пересыхают.
Чем примечательны крымские солёные водоемы?
Самые большие озера — Донузлав и Сасык — находятся в районе Евпатории и окружены более мелкими. Все они важны в хозяйстве: одни используют для добычи соли, возле других строят санатории и грязелечебницы.
Как бы нам полюбить медуз?
Медузы появляются у берега в самый разгар купального сезона, и чем теплее вода, тем их больше. Людей на пляжах это обычно раздражает. В Чёрном море обитают два вида плавающих медуз — аурелия и корнерот. Оба они состоят на 98% из воды, никем в пищу не употребляются и кажутся бесполезными. Но это не совсем так. Медузы могут служить предвестником шторма. Они улавливают инфразвуки приближающегося ветра и за 12—15 часов уплывают от берега. Для питания медузы фильтруют и, стало быть, очищают морскую воду. Корнерот, кроме того, ещё и заботливая нянька для мальков ставриды: возле каждого роится до сотни этих серебристых рыбок, которые при малейшей опасности укрываются среди ротовых лопастей и под куполом медузы. Так что не следует бить камнями и выбрасывать на берег, бессмысленно истребляя этих по-своему красивых и полезных жителей моря.
Медузы у берега — предвестницы тихой погоды.
Отчего море светится?
Кого оставит равнодушным свечение моря в тихие и теплые августовские ночи? Серебрятся лопасти весел на лодках, руки и ноги пловцов, пузырьки воздуха — всё, что движется под водой. А бывают ночи, когда вспыхивает огоньками, будто отражая звезды, вся неподвижная морская гладь. Это свечение в Чёрном море вызывают ноктилюки — одноклеточные организмы, обладающие свойствами растений и животных одновременно. Днем они вбирают солнечную энергию, а ночью преобразуют её снова в световую. Этим холодным свечением сопровождается химическая реакция соединения кислорода с веществом — люциферином, которое вырабатывают ноктилюки. Зачем они его вырабатывают, наукой не установлено.
Опасна ли черноморская акула?
На крупных животных и на человека катран не нападает никогда. Вообще опасность, исходящая от океанических акул, преувеличена их устрашающим видом и чудовищной прожорливостью. Даже загарпуненная акула может схватить в воде кусок мяса или рыбы. К боли она малочувствительна, а убить её трудно из-за небольшого размера мозга, в который надо попасть. По степени опасности для человека этих легендарных разбойников превосходят не обитающие в Чёрном море ядовитая медуза «морская оса», осьминог, барракуда, касатка, мурена. Из 250 видов акул определенно опасны только 50, и лишь 2 — 3 вида — прирожденные людоеды. Что же касается черноморского катрана, то опасность грозит не нам, а ему: он слишком вкусный, а человеку всегда всего мало.
Есть ли в Чёрном море животные, опасные для человека?
Самой опасной рыбой Чёрного моря считается морской дракончик. Живет он на дне, полузарывшись в песок. Размером с небольшую ставридку и, к несчастью, нередко попадается на удочку. Снимая рыбу голой рукой, почти наверняка уколешься о ядовитые колючки на жаберных крышках и в черном спинном плавнике. На месте укола рука распухает, будто от яда нескольких пчел. В таком случае нужно немедленно обратиться к врачу. Болезненные ощущения после такого укола сохраняются от нескольких дней до нескольких месяцев.
Немногим приятнее встреча с морским котом из семейства скатов-хвостоколов. Кот тоже предпочитает лежать на дне и, кстати, довольно вяло реагирует на приближение человека — отплывет на несколько метров и снова ляжет.
И не надо его трогать, а тем более, наступать на него. Пойманный, раненый, и даже просто потревоженный морской кот изгибается и бьет обидчика хвостом, на котором расположен ядовитый шип! Метровой длины скат может пробить шипом даже кожаный рыбацкий сапог. Последствия бывают почти такими же, как от укола дракончика.
Не столь ядовит морской ёрш (скорпена), и всё же, прежде чем потрошить и чистить его, надо обрезать колючки.
Из двух видов широко распространенных медуз небезобиден корнерот, похожий на раскрытый зонтик с «ножками» и синеватой каемкой. Он жжёт, подобно крапиве, но это не опасно, лишь бы не пострадали глаза.
Вот и всё. Количество опасных животных у нас ничтожно, если сопоставить его с тем, что творится в тропических морях. Купайтесь на здоровье!
Кому полезна лечебная грязь?
Лечебная грязь — это жирный чёрный ил, который остается после гибели и неполного разложения мелких водных организмов. Насыщенный сероводородом, этот ил веками скапливается на дне соленых лиманов и лагун. Его целебное действие объясняется многими свойствами. Есть предположение, что водные организмы, борются со смертью, выделяют в последние секунды существования, всплеском «жизненной силы», особые ферменты. Эти вещества накапливаются и потом излечивают многие болезни: снимают воспаления внутренних органов, рассасывают рубцы и спайки, исцеляют кровоточащие десны, укрепляют нездоровые суставы. Лечение назначает врач, горячую грязь прикладывают только к больным местам на возможно меньшую площадь тела, держат не дольше двадцати минут и применяют не чаще, чем через день. Но даже при таком строго дозированном лечении грязь неизбежно вредит сердцу.
Что же можно сказать о людях, которые специально или случайно приезжают на берега соленых озер, измазываются лечебной грязью просто так, «для общего оздоровления», и в таком виде часами парятся на солнцепеке?
Как мы себя чувствуем, когда купаемся в соленом озере?
Неглубокие соленые озера быстро прогреваются под летним солнцем. Долгое купание в них дает большую нагрузку на сердце, но попробуйте удержаться и не войти в тридцатиградусную воду!
Сакское озеро летом в 13 раз солонее моря, в воде с таким большим удельным весом не тонет даже сырой картофель. Совершенно не умеющий плавать человек может лежать на поверхности такого озера и читать книгу.
Продолжается ли дружба с дельфинами в наши дни?
За всю историю не описано ни одного случая нападения дельфина на человека. Наоборот, газеты приморских городов много раз сообщали о том, как эти чудесные животные появлялись, будто на зов, чтобы спасти тонущего, и подталкивали его к берегу. Мореплаватель Бернар Муатескье, который в одиночку совершил круглосветное путешествие на яхте, признавался, что обязан дельфинам жизнью. Резкими криками они разбудили его в тот момент, когда яхта отклонилась от курса и понеслась на подводные рифы. Подобных примеров много. К сожалению, человек не всегда отвечает взаимностью на такое отношение.
Почему в море легко переохладиться?
Вода отбирает тепло в 20 — 27 раз быстрее, чем воздух при той же температуре. Кроме того, кожные рецепторы человека приспособлены к условиям суши и в воде недостаточно чувствительны. Под водой сглаживается боль от царапин и порезов, снижается осязание, притупляется чувство холода.
Долго ли может человек находиться в море?
Однажды французский морской офицер Филипп Тайе надел маску, ласты, взял подводное ружье и без гидрокостюма вошел в море при температуре воды немногим выше одиннадцати градусов. Охота увлекла ныряльщика, он долго гонялся за рыбой и вдруг почувствовал, что страшно замерз. К счастью, отчаянному моряку хватило благоразумия прекратить преследование и поспешить на берег. Выбравшись из воды, этот опытнейший пловец-подводник, учитель Жака Ива Кусто и Фредерика Дюма, от холода потерял сознание. Спас его верный пес, инстинктивно прикрыв своим большим пушистым телом. Тайе пришел в себя и кое-как добрался до теплого помещения.
Так сколько же можно плавать в зимнем море? Рекорд, потрясающий всякое воображение, принадлежит ялтинскому спасателю-водолазу Игорю Нерсесяну. В 1987 г. он пробыл в семиградусной воде, под наблюдением представителей спорткомитета, три с половиной часа. Зимнюю подводную охоту Игорь полюбил ещё подростком. Сейчас это — основной заработок нашего удивительного рекордсмена.
Чем опасно купание в шторм?
При волнении моря в 4-5 баллов от беды не застрахованы даже опытные пловцы, если они учились плавать в пруду или на дорожках бассейна. Пронырнуть линию прибоя навстречу волнам несложно. Доплыть до буйка и подержаться за него, с победным видом высматривая знакомых на берегу, тоже сумеют многие. Зато на обратном пути непривычный к морю пловец может вдруг почувствовать, что переоценил свою физическую подготовку, что не дано ему покорить морскую стихию. Нет, это его заманили волны в свое царство и играют им, как доской от пляжного топчана, — то позволяют приблизиться к берегу, то отбрасывают назад, в сторону страшного, бугристого горизонта и уже слегка притапливают. Многих начинает укачивать. И сразу — усталость, угнетение, страх: обратный путь всегда длиннее! Но вот впереди линия прибоя, только теперь она куда опаснее, а сил почти нет. Надо оглянуться, переждать самые высокие волны (так называемый «девятый вал») и уже не отставать от пенного гребня, надо быть готовым в любой момент задержать дыхание, пропустить волну над собой, а потом плыть, грести как можно быстрее и, ступив на сушу, бежать, пока не нагнала следующая волна, не закрутила, не ударила головой о твердое дно, не покалечила камнями, которые может нести в себе и которых при тихой погоде вы здесь никогда не видели.
Да, тонут чаще всего в шторм и как раз те, которые считают себя хорошими пловцами. Так что если вы наперекор запретам всё-таки рискнете заплыть в бурное море, а потом почувствуете усталость и страх, — не стесняйтесь, зовите на помощь. Лишь бы спасатели были недалеко. Правда, они не обязаны добираться к вам вплавь, в ластах и с веревкой на плече, когда не может выйти в море лодка или катер. Только добрая воля и геройские сердца руководят рыцарями этого славного ордена. Есть в Ялте профессионалы, которым доводилось в прошлом вызволять из штормового моря до двадцати человек в день. Но не всех, к сожалению, живыми. Так что поищите для себя испытание попроще: другой жизни не будет.
Почему так редко поднимают со дна затонувшие корабли?
Если судно затонуло глубже чем на 60 м, для подъема его нужны высокопрофессиональные водолазы и очень сложное оборудование. Работа связана с немалым риском и может потребовать затрат, намного превышающих стоимость судна вместе с грузом. Поэтому на дне моря всё ещё лежат сказочные богатства.
Какой пляж лучше?
Берега Чёрного моря разные. Есть готовые пляжи из песка и ракушек — в Евпатории, Феодосии, Керчи, Одессе да и почти на всем степном побережье. И есть вовсе неприступные обрывы и стены, особенно на Кавказе и в Турции. На Южном берегу Крыма полоса прибоя проходит вдоль главной гряды Крымских гор. Она предстает в основном нагромождением больших подводных камней, поросших водорослями и переполненных прибрежной живностью. Скалы выдерживают зимние штормы и остаются на месте тысячелетиями; валуны помельче перекатываются волнами и дробятся, давая начало округлому галечнику и песку, тут же уносимым на глубину. Эти пляжи неудобны для купания. Сколько бы ни завозили туда песок или гравий, его будет смывать штормами и проходящим вдоль берега морским течением. Поэтому на небольшом расстоянии от суши при помощи плавучих кранов выкладывают подводную стену из железобетонных коробок — «бун». Эта стена задерживает на пляже песок и гравий. Она же частично гасит сильные волны, за что и называется волнорезом. Кроме того, над водой ставят буны поперечные, делящие пляж на короткие отсеки. К сожалению, такое строительство непоправимо портит морской пейзаж и разрушает природный уклад жизни водных растений и животных — так называемый биоценоз. Особенно страдают крабы. Без первобытного каменного хаоса им негде прятаться на период линьки, когда уже сброшены старые панцири, а новые ещё не наросли. Именно крабы незаметно для нас прибирают морское дно от всевозможных остатков пищи и погибших животных. По ночам они занимаются той же работой на суше. Чем меньше крабов и водорослей, тем грязнее пляж.
Источник
