Відповіді до підручника Фізика 8 клас - Сиротюк В.Д. 2016-2020

Теплові явища
Розширення газів (1-15)

1. Якщо у холодну склянку налити окріп, то її внутрішня поверхня (яка контактує з водою) швидше нагрівається і розширюється, ніж інші її ділянки. Ложка у склянці забирає частину енергії окропу.

2. У металевому термометрі використовують біметалеву пластинку, що складається із двох частин, які по-різному розширюються під час нагрівання. Наприклад, одна пластинка може бути залізною, а інша — латунною. Латунь під час нагрівання розширюється більше, ніж залізо. Якщо біметалева пластинка скручена в спіраль так, що латунна пластинка всередині (на рисунку 15 — жовта), то під час нагрівання вона розгинається і розкручується. Тоді вільний кінець біметалевої пластинки тягне стрілку, і вона повертається за годинниковою стрілкою, показуючи вищу температуру.

3. У блимаючих електричних лампочках використовують біметалеву пластинку, яка є частиною електричного кола. Якщо по біметалевій пластинці проходить електричний струм, вона нагрівається та згинається, розмикаючи електричне коло. Лампочка перестає світити, біметалева пластинка охолоджується і випрямляється, замикаючи електричне коло. Лампочка світить, біметалева пластинка нагрівається і т.д.

4. Глиняний розчин, на відміну від цементного, не так сильно розширюється під час нагрівання. Це запобігає руйнуванню печі.

5. Ні. Під час нагрівання до кипіння вода розширюється, її об’єм зростає, а маса залишається незмінною. Отже, густина зменшується. (Зауважимо, воді властива аномалія — під час охолодження від 4 °С до 0 °С вода розширюється. Тому найбільшу густину вода має за температури 4 °С.)

6. Густина льоду менша за густину води. Під час переходу води з рідкого стану у твердий її молекули розташовуються у вузлах кристалічної решітки так, що речовина займає більший об’єм, ніж у рідкому стані. Тому вщерть заповнену водою і щільно закриту діжку, залишену на морозі, може розірвати.

7. Під час нагрівання повітря в банці розширюється і виходить з неї. Якщо гарячу банку щільно закрити і охолодити, то повітря в ній охолодиться і чинитиме менший тиск, ніж зовні. Банку сплюсне сила атмосферного тиску.

8. Під час консервування банки нагрівають, внаслідок чого вони розширюються, а ; потім, охолоджуючись, — стискаються. Оскільки дно та кришка гофровані, то вони, деформуючись, компенсують теплові зміни розмірів банки. Банка залишається щільно закритою, з’єднання стінки з кришкою і дном не пошкоджується.

9. Найбільше розширився алюміній.

Видовження прямо пропорційне до зміни температури. Оскільки внаслідок нагрівання на 100 °С мідний стержень видовжився на 0,0016 м, то за температури 200 °С (тобто, нагрівшись на 200 °С — від 0 °С до 200 °С) мідний стержень видовжиться на 2 х 0,0016 м = 0,0032 м. Отже, його довжина становитиме 1,0032 м.

Алюмінієвий стержень завдовжки 1 м (за температури 0 °С) внаслідок нагрівання до 100 °С видовжується на 0,0022 м. Отже, видовження вдвічі довшого алюмінієвого стержня за такої самої зміни температури буде теж удвічі більшим: 2 х 0,0022 м = 0,0044 м.

10. «Папір», з якого виготовляють тару для рідин, неоднорідний. Для цього папір покривають, принаймні з одного боку, поліетиленовою плівкою або папір склеюють з металевою фольгою. Оскільки теплове розширення цих речовин може бути різним, то вирізана смужка з такого матеріалу є аналогом біметалевої пластинки — під час нагрівання вона вигинається.

11. Зі зміною температури розміри посудини змінюються, і її покази неточні.

12. Унаслідок зміни температури об’єм рідини в посудині змінюється. У випадку розширення рідини, вона стискає наявне в посудині повітря, інакше рідина може зірвати кришку чи розірвати посудину.

13. Зі зміною температури об’єм рідини змінюється не дуже сильно. Щоб помітити теплове розширення ртуті чи спирту, в термометрі використовують тонкі трубки. Тоді навіть незначне збільшення об’єму відобразиться у помітному збільшенні стовпчика рідини в трубці.

14. Унаслідок нагрівання вода розширюється і може розірвати радіатор. Щоб запобігти цьому використовують розширювальні баки.

15. Під час нагрівання від 0 °С до 4 °С об’єм води зменшується (вода стискається). Під час нагрівання від 4 °С до 8 °С об’єм води збільшується (вода розширюється). Переважна більшість речовин зі збільшенням температури розширюються. Воді притаманна аномальна властивість— під час нагрівання від 0 °С до 4 °С вона стискається.