09.03.2023 Views

E83332_Fizyka_kl.7_ZZ_flipbook

  • No tags were found...

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.

SPOSÓB<br />

NA<br />

FIZYKE<br />

NOWOŚĆ<br />

2023<br />

<br />

7


SPOSÓB<br />

NA<br />

FIZYKE<br />

<br />

<br />

<br />

7


© Copyright by Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne<br />

Warszawa 2023<br />

Wydanie I<br />

ISBN 978-83-02-21296-3<br />

Opracowanie merytoryczne i redakcyjne: Anna Grochulska (redaktor koordynator, redaktor merytoryczny)<br />

edakcja jzykowa: s<br />

Redakcja techniczna: anna oo<br />

Projekt okadki: arka oran<br />

Projekt graficzny: arka oran<br />

Opracowanie graficzne: a aska<br />

Fotoedycja: nac kaosk<br />

Skad i amanie: or ssk<br />

ra lusrac oora<br />

kaka (dziecko na desce snowboardowej) Master1305/Shutterstock.com<br />

ks n s. 5 (dyfuzja x4) Frennet Studio/Shutterstock.com; s. 8 (termometr Galileusza) TonLammerts/Shutterstock.com;<br />

s. 10 (wodospad Wilczki) Jacek Jacobi/iStockphoto/Getty Images; s. 11 (arktyczny<br />

mak) David Buchmann/UIG/Collection Mix/Getty Images; s. 12 (kubek styropianowy) leolintang/<br />

Shutterstock.com, (moneta x5) Tomasz Warszewski/Shutterstock.com, (termometr elektroniczny) Aleksandra<br />

Budzinskaia/Shutterstock.com, (cylinder miarowy) heinteh/iStockphoto/Getty Images, (czajnik<br />

elektryczny) Sstranger/Shutterstock.com; s. 14 (destylator solarny) AUAMAT; s. 15 (cieky kryszta)<br />

Benjamin Outram/Shutterstock.com; s. 16 (smugi kondensacyjne) Walter Geiersperger/Corbis Documentary<br />

RF/Getty Images; s. 20 (aeroel) LBNL/Steve Adams/SCINC SOURC/BW; s. 24 (szlifierka)<br />

Skyliz/Shutterstock.com, (cyna do lutowania) 12photography/Shutterstock.com; s. 25 (pomiar temperatury<br />

oleju) AlexDonin/Shutterstock.com; s. 26 (szpilki krawieckie) akiyoko/Shutterstock.com<br />

oosa lusrac<br />

Autorzy: Sawomir Skrykiewicz, Piotr Uszyski<br />

Aktualno linkw, ktre wystpuj w tej publikacji i odsyaj do zewntrznych stron internetowych, zostaa<br />

sprawdzona przed ich opublikowaniem (dostp z dnia 10.02.2023 r.). Wydawnictwo nie ponosi<br />

odpowiedzialnoci za aktualno i zawarto tych stron lub stron, do ktrych linki tam zamieszczono.<br />

Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne Spka Akcyjna<br />

00-807 Warszawa, Aleje Jerozolimskie 96<br />

KRS: 0000595068<br />

Infolinia: 801 220 555<br />

www.wsip.pl<br />

Publikacja, ktr nabye, jest dzieem twrcy iwydawcy. Prosimy, aby przestrzega praw, jakie im przysuguj.<br />

Jej zawarto moesz udostpni nieodpatnie osobom bliskim lub osobicie znanym. Alenie publikuj jej<br />

winternecie. Jeli cytujesz jej fragmenty, nie zmieniaj ich treci ikoniecznie zaznacz, czyje to dzieo. Akopiujc<br />

jej cz, rb to jedynie na uytek osobisty.<br />

Szanujmy cudz wasno iprawo.<br />

Wicej na www.legalnakultura.pl


1. Oczami fizyki ......................................................................................................................<br />

2. Otaczajcy nas wiat ........................................................................................................<br />

3. Oddziaywanie co to znaczy ........................................................................................<br />

4. Siy wok nas ....................................................................................................................<br />

5. Wicej ni jedna sia .........................................................................................................<br />

6. Wzajemno oddziaywa ...............................................................................................<br />

Test powtrzeniowy I .............................................................................................................<br />

<br />

7. Ciecze i gazy .......................................................................................................................<br />

8. Gsto materii .................................................................................................................<br />

9. Wyznaczanie gstoci .......................................................................................................<br />

10. Sia parcia i cinienie ........................................................................................................<br />

11. Cinienie a pole powierzchni ...........................................................................................<br />

12. Cinienie hydrostatyczne .................................................................................................<br />

13. Sia wyporu. Pywanie cia ................................................................................................<br />

Test powtrzeniowy II ..........................................................................................................<br />

<br />

14. Czas i droga .......................................................................................................................<br />

15. Wzgldno ruchu ............................................................................................................<br />

16. Rodzaje ruchu. Prdko ciaa ........................................................................................<br />

17. Wyznaczanie prdkoci ....................................................................................................<br />

18. Pierwsza zasada dynamiki. Siy oporu ruchu ................................................................<br />

19. Tworzenie wykresw ruchu .............................................................................................<br />

Test powtrzeniowy III ..........................................................................................................<br />

<br />

20. Ruch przyspieszony ..........................................................................................................<br />

21. Ruch opniony ................................................................................................................<br />

22. Sia tarcia i ruch .................................................................................................................<br />

23. Druga zasada dynamiki ....................................................................................................<br />

24. Wykresy ruchu jednostajnie zmiennego ........................................................................<br />

25. Rozwizywanie zada ......................................................................................................<br />

Test powtrzeniowy I<br />

..........................................................................................................


26. Praca mechaniczna i zmiana energii ...............................................................................<br />

27. Energia kinetyczna i energia potencjalna .......................................................................<br />

28. Moc ......................................................................................................................................<br />

29. Spadek swobodny .............................................................................................................<br />

Test powtrzeniowy .............................................................................................................<br />

<br />

30. Wszystko ma temperatur ............................................................................................ 5<br />

31. Termometry i pomiar temperatury .............................................................................. 7<br />

32. Energia wewntrzna ....................................................................................................... 9<br />

33. Ciepo waciwe ............................................................................................................ 10<br />

34. Stany skupienia a temperatura .................................................................................. 14<br />

35. Energia podczas zmian stanu skupienia ................................................................... 19<br />

36. Transport ciepa ........................................................................................................... 20<br />

37. Kinetyczno-molekularny model budowy materii… ................................................... 21<br />

Test powtrzeniowy I ...................................................................................................... 24<br />

powii i wskawki o aa .............................................................................. 27<br />

Tabele ........................................................................................................................................<br />

<br />

atwe<br />

rednio trudne<br />

trudne<br />

D<br />

W<br />

Taki symbol rozpoczyna wizk zada,<br />

czyli kilka zada, ktre s poprzedzone<br />

jedn wspln informacj.<br />

Taki symbol oznacza zadanie<br />

dowiadczalne.<br />

Treci onacone w aki sposb sanowi awaro preenowaneo<br />

raenu bioru aa.


VI. ZJAWISKA CIEPLNE<br />

30. <br />

• Oce prawdziwo poniszych zda. Wybierz P, jeli zdanie jest prawdziwe, albo F jeli<br />

jest faszywe.<br />

1.<br />

Czsteczki tlenu poruszaj si z wiksz redni prdkoci w mrony zimowy<br />

poranek ni w upalne letnie popoudnie.<br />

P<br />

F<br />

2.<br />

Podczas podgrzewania wody w czajniku ronie rednia warto prdkoci<br />

czsteczek tej wody.<br />

P<br />

F<br />

3. Dwa ciaa o takiej samej temperaturze po zetkniciu przekazuj sobie energi. P F<br />

4.<br />

Gdy dwa ciaa o rnym stanie skupienia s w rwnowadze termicznej, to ich<br />

temperatury s takie same.<br />

P<br />

F<br />

• Poniej opisano przykady zetknicia cia fizycznych o rnych temperaturach. W ktrej<br />

sytuacji ciaa osigaj rwnowag termiczn<br />

Wybierz wszystkie poprawne odpowiedzi.<br />

A. Stygnicie herbaty do osignicia przez ni temperatury otoczenia.<br />

B. anurzenie palca na krtk chwil w gorcym mleku w celu sprawdzenia jego temperatury.<br />

C. Ogrzewanie stalowych kulek przez umieszczenie ich w gorcej wodzie.<br />

D. Woenie rozgrzanej do czerwonoci stalowej podkowy na chwil do mieszaniny wody z lodem<br />

w celu jej schodzenia.<br />

E. Po wyjciu z sauny krtka kpiel pod prysznicem w lodowatej wodzie.<br />

W<br />

I 3.3.<br />

Dyfuzja<br />

Dyfuzja jest procesem samoistnego przemieszczania si czsteczek na skutek zderze<br />

z innymi czsteczkami. derzenia te mog zachodzi zarwno pomidzy dyfundujcymi<br />

czsteczkami, jak i czsteczkami orodka, w ktrym odbywa si dyfuzja. …<br />

Typowym dowiadczeniem demonstrujcym makroskopow dyfuzj jest umieszczenie<br />

w szklance wody kropli atramentu.<br />

5


Wraz z upywem czasu stenie atramentu wyrwnuje si, a woda w caej swojej<br />

objtoci zostaje zabarwiona. Metody eksperymentalne pozwalaj nie tylko na<br />

obserwacj makroskopowej dyfuzji, ale take na obserwacj i ledzenie ruchu pojedynczych<br />

czsteczek, wywoanego licznymi, nieregularnymi zderzeniami z czsteczkami<br />

otoczenia.<br />

Stwierdzenie, e dyfuzja jest wywoana licznymi, chaotycznymi zderzeniami midzy<br />

czsteczkami cieczy lub gazu, wydaje si obecnie oczywiste ze wzgldu na niekwestionowan<br />

atomistyczn budow materii. Jednak nie zawsze tak byo. W 1785 roku<br />

holenderski fizjolog, biolog i chemik Jan Ingenhousz opisa nieregularny ruch pyu<br />

wglowego na powierzchni alkoholu. Podobnych stwierdze dokona szkocki botanik<br />

Robert Brown w roku 1827, obserwujc ruch zawiesiny pykw rolinnych oraz czsteczek<br />

nieorganicznych w wodzie. Jego obserwacje wykluczyy organiczn przyczyn<br />

ruchu, ale ani Ingenhousz, ani Brown nie podali wytumaczenia chaotycznych, nieregularnych<br />

przemieszcze obserwowanych czsteczek. Na wytumaczenie ruchw<br />

Browna trzeba byo zaczeka do pocztku wieku.<br />

Fragmenty artykuu: Bartomiej Dybiec, ,<br />

Foton nr 129, lato 2015<br />

• Oce prawdziwo poniszych zda. Wybierz P, jeli zdanie jest prawdziwe, albo<br />

F jeli jest faszywe.<br />

1. jawisko dyfuzji jest konsekwencj atomistycznej budowy materii. P F<br />

2. Robert Brown jako pierwszy dostrzeg i opisa zjawisko dyfuzji. P F<br />

3.<br />

Ruchami Browna nazywamy samoistne przemieszczanie si czsteczek na<br />

skutek zderze z innymi czsteczkami.<br />

P<br />

F<br />

••<br />

Wybierz waciwe dokoczenie zdania spord wariantw A–C oraz jego<br />

poprawne uzasadnienie spord wariantw 1–3.<br />

Wraz ze wzrostem temperatury cieczy tempo dyfuzji<br />

A. maleje,<br />

1. jest coraz wiksza.<br />

B. ronie,<br />

poniewa rednia<br />

prdko chaotycznego 2. pozostaje bez zmian.<br />

ruchu czsteczek<br />

C. pozostaje bez zmian, 3. jest coraz mniejsza.<br />

•• Wybierz waciwe dokoczenie zdania.<br />

Ruchami Browna nazywamy chaotyczne ruchy<br />

A. czsteczek orodka, w ktrym znajduje si moliwa do obserwowania czsteczka.<br />

B. organizmw ywych w otoczeniu czsteczek orodka.<br />

C. moliwej do obserwowania czsteczki, wywoane zderzeniami z czsteczkami orodka.<br />

D. moliwych do obserwowania czsteczek ciaa staego.<br />

6 VI. ZJAWISKA CIEPLNE


••<br />

W poniszej tabeli podano wsprzdne (x, y) pooenia na paszczynie pewnej<br />

dyfundujcej drobiny w danych chwilach czasu (t). Sporzd wykres ilustrujcy ruch<br />

drobiny w ukadzie wsprzdnych, podobnym jak na rysunku – najlepiej na papierze<br />

milimetrowym. Uyj tej samej skali na obu osiach.<br />

t (s) 0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0<br />

x (nm) 0 0,60 0,70 1,4 2,0 1,4 2,0 2,0 3,0<br />

y (nm) 0 0,80 1,2 1,4 1,0 2,0 2,0 1,7 3,0<br />

y (nm)<br />

x (nm)<br />

•••<br />

Skorzystaj z informacji podanych w tabeli w poprzednim zadaniu (jeeli znasz<br />

twierdzenie Pitagorasa) lub ze sporzdzonego wykresu oraz linijki, aby okreli odlegoci<br />

() drobiny od pocztkowego pooenia w poszczeglnych chwilach ruchu. Wyniki<br />

zapisz w poniszej tabeli z dokadnoci do dwch cyfr znaczcych.<br />

t (s) 0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0<br />

r (nm) 0,0<br />

3. Termometry i pomiar temperatury<br />

• Uzupenij tabel. Wpisz odpowiednie wartoci temperatury w skali Celsjusza oraz skali Kelvina.<br />

Zjawisko<br />

<br />

<br />

1013 hPa)<br />

krzepnicie<br />

tlenu<br />

wrzenie<br />

azotu<br />

krzepnicie<br />

alkoholu<br />

metylowego<br />

topnienie<br />

oowiu<br />

wrzenie<br />

rtci<br />

–219 C –97 C 328 C<br />

77 K 630 K<br />

• Najwysza temperatura powietrza w pewien letni dzie wynosia 300 K. W nocy temperatura<br />

osigna najnisz warto 16 C. Oblicz rnic midzy najwysz i najnisz temperatur<br />

dobow w opisanej sytuacji. Wyra t rnic w skali Celsjusza i skali Kelvina.<br />

7


• Oce prawdziwo poniszych zda. Wybierz P, jeli zdanie jest prawdziwe, albo F jeli<br />

jest faszywe.<br />

1.<br />

Przy cinieniu atmosferycznym rwnym 1013 hPa woda zamarza w temperaturze<br />

ok. 273 K.<br />

P<br />

F<br />

2. Nie mona schodzi wody do temperatury –350 C. P F<br />

3. Jeeli temperatura wody spada o 6 C, to oznacza, e spada o 279 K. P F<br />

W<br />

Ifaj zaa ..<br />

Termometr Galileusza<br />

Termometr Galileusza to szklana kolumienka wypeniona<br />

bezbarwn ciecz, w ktrej pywaj baki czciowo wypenione<br />

zabarwion ciecz. W niskiej temperaturze wszystkie<br />

baki pywaj, w wysokiej – wszystkie ton. Termometr jest<br />

najbardziej przydatny na wiosn, kiedy temperatura jest ju<br />

dodatnia, ale nie przekracza 34 C. a pocztek prawdziwej<br />

wiosny mona by wic przyj moment, kiedy w samo<br />

poudnie jedna z baniek – ta wskazujca 17 C – zatonie ….<br />

Dlaczego na wiosn jedna baka tonie, a latem ton prawie<br />

wszystkie Wyjaniajc najprociej: ze wzrostem temperatury<br />

ciecz w kolumience si rozszerza, jej gsto maleje<br />

i pojemniczki ton.<br />

Kto moe zada pytanie: Czy wewntrz pojemniczkw ciecz<br />

si nie rozszerza Oczywicie, e tak, ale nie wpywa to na<br />

objto caej baki. Objto baki jest okrelona jedynie<br />

przez rozszerzalno szka. Wspczynnik rozszerzalnoci szka<br />

jest rzdu 0,000001 1<br />

C , a cieczy w kolumience termometru jest<br />

rzdu 0,0001 1<br />

C .<br />

Ciecz w kolumience wraz ze wzrostem temperatury rozszerza si bardziej ni baka<br />

i przy praktycznie tej samej objtoci baki sia wyporu maleje – baka tonie.<br />

Fragmenty artykuu: Grzegorz Karwasz, ,<br />

Foton nr 113, lato 2011<br />

•• Oce prawdziwo poniszych zda. Wybierz P, jeli zdanie jest prawdziwe, albo<br />

F jeli jest faszywe.<br />

1. akres pomiarowy opisanego termometru wynosi od 17 C do 34 C. P F<br />

2.<br />

Wraz ze wzrostem temperatury cieczy w cylindrycznym naczyniu<br />

termometru ronie jej objto, a nie zmienia si masa.<br />

P<br />

F<br />

3. Podstaw dziaania opisanego termometru jest prawo Archimedesa. P F<br />

4.<br />

Szko rozszerza si znacznie bardziej ni woda przy takim samym wzrocie<br />

temperatury.<br />

P<br />

F<br />

8 VI. ZJAWISKA CIEPLNE


••<br />

Uzupenij zdanie. Wybierz waciwe stwierdzenie spord wariantw A–C oraz<br />

jego poprawne dokoczenie spord wariantw 1–3.<br />

godnie z prawem Archimedesa zanurzone w cieczy ciao<br />

A. traci na ciarze warto,<br />

1. masie wypartej cieczy.<br />

B.<br />

poddawane jest dziaaniu<br />

zwrconej pionowo<br />

do gry siy wyporu,<br />

ktra jest rwna<br />

2.<br />

ciarowi cieczy o objtoci<br />

zanurzonego ciaa.<br />

C. traci na wadze warto, 3. ciarowi zanurzonego ciaa.<br />

•••<br />

Przyjmij, e w kolumience termometru Galileusza znajduje si nafta o gstoci<br />

0,68 g<br />

cm 3 w temperaturze 20 C. Oblicz, jak minimaln mas powinna mie kula o objtoci<br />

2 cm 3 , aby moga zaton w nafcie i wskaza w ten sposb temperatur 20 C.<br />

••<br />

Wzr pozwalajcy wyznaczy zmian objtoci ciaa () wskutek wzrostu temperatury<br />

od temperatury pocztkowej (T 0<br />

) do temperatury kocowej () ma posta:<br />

V V 0<br />

· · (T – T 0<br />

)<br />

gdzie V 0<br />

oznacza objto ciaa w temperaturze pocztkowej, natomiast to wspczynnik<br />

rozszerzalnoci objtociowej.<br />

Oblicz, o ile zmieni si objto nafty w kolumience termometru, jeli objto tej cieczy<br />

w temperaturze T 0<br />

17 C wynosi V 0<br />

= 310 cm 3 , a temperatura wzronie od T 0<br />

do<br />

T 34 C. Do oblicze przyjmij, e wspczynnik rozszerzalnoci objtociowej nafty<br />

nafta<br />

0,0012 1<br />

C . Wynik zapisz z dokadnoci do dwch cyfr znaczcych.<br />

•• Wspczynnik rozszerzalnoci objtociowej nafty wynosi nafta<br />

0,0012 1<br />

C ,<br />

a szka szko<br />

0,000009 1<br />

C . amy, e w warunkach pocztkowych obie substancje –<br />

nafta i szko – maj tak sam objto i temperatur. Oblicz, ile razy wiksza bdzie<br />

zmiana objtoci nafty od zmiany objtoci szka przy jednakowym wzrocie temperatur<br />

tych substancji. Skorzystaj ze wzoru podanego w poprzednim zadaniu.<br />

32. <br />

• Ciau dostarczono 224 J energii w postaci ciepa. Oblicz minimaln prac wykonan nad<br />

tym ciaem, jeeli jego energia wewntrzna wzrosa o 416 J.<br />

• Nad ciaem wykonano prac 300 J i odebrano mu 320 J ciepa bez zmiany jego energii<br />

mechanicznej. Czy energia wewntrzna tego ciaa wzrosa, czy zmalaa O ile zmienia si ta<br />

energia<br />

9


• W duej sali gimnastycznej oraz w szatni zawodnikw jest taka sama temperatura.<br />

Wybierz waciwe dokoczenie zdania spord wariantw A–C oraz jego poprawne uzasadnienie<br />

spord wariantw 1–3.<br />

Energia wewntrzna caego powietrza zgromadzonego w sali gimnastycznej jest<br />

A. mniejsza ni<br />

1.<br />

B. taka sama jak<br />

energia wewntrzna<br />

powietrza w szatni,<br />

poniewa<br />

2.<br />

C. wiksza ni 3.<br />

czsteczki powietrza w sali gimnastycznej<br />

pokonuj znacznie wiksz drog ni<br />

w szatni.<br />

w sali gimnastycznej jest taka sama<br />

temperatura jak w szatni.<br />

w sali gimnastycznej jest znacznie wicej<br />

czsteczek powietrza ni w szatni.<br />

••<br />

11Temperatura wody u podstawy wodospadu<br />

jest nieco wysza ni na jego szczycie. a, e<br />

pocztkowa energia potencjalna wody podczas<br />

spadania w caoci zamienia si w jej energi<br />

wewntrzn, i oblicz przyrost energii wewntrznej<br />

kadego kilograma wody spadajcej ze szczytu do<br />

podstawy wodospadu Wilczki. Wodospad ten ma<br />

wysoko 22 m i jest pooony w Sudetach, w pobliu<br />

miejscowoci Midzygrze.<br />

Do oblicze przyjmij, e warto przyspieszenia ziemskiego g 10 m s 2 .<br />

•••<br />

1Pocisk Magnum 557 kalibru 9 o masie 8,10 g leccy z prdkoci 422 m/s wbi si<br />

w drewnian desk i w niej utkn. O ile zwikszya si energia wewntrzna deski i pocisku<br />

Jakie zaoenia przyjmujesz przy rozwizywaniu tego zadania<br />

33. <br />

• 1Oblicz ciepo waciwe piasku, jeli wiadomo, e wzrost temperatury p kilograma<br />

piasku od 10 C do 35 C wymaga dostarczenia 11 000 J energii.<br />

J<br />

•• 1Ciepo waciwe wody jest rwne 4200 kg · C .<br />

Wybierz waciwe dokoczenie zdania.<br />

agotowanie 400 g wody o temperaturze pocztkowej 22 C w czajniku, ktry w kadej sekundzie<br />

przekazuje wodzie 1800 J energii, bdzie trwao okoo<br />

A. 13 s B. 73 s C. 82 s D. 73 min<br />

10 VI. ZJAWISKA CIEPLNE


••• 1Ciepo waciwe okrela, ile energii naley dostarczy ciau o masie 1 kg, aby nastpia<br />

zmiana jego temperatury o 1 K, dlatego jednostk ciepa waciwego stosowan w tablicach<br />

J<br />

fizycznych jest kg · K . W tabeli poniej podano ciepo waciwe oraz gsto czterech substancji<br />

w rnych jednostkach. Wykonaj stosowne obliczenia i zapisz ciepo waciwe tych substancji<br />

J<br />

w kg · K . Do oblicze przyjmij, e 1 cal (czyli 1 kaloria) to 4,2 J.<br />

<br />

olej<br />

sonecznikowy<br />

tlen gliceryna mied<br />

<br />

0,50 cal<br />

g · K<br />

J<br />

1288<br />

m 3 · K<br />

J<br />

3025<br />

dm 3 · C<br />

kcal<br />

836<br />

m 3 · C<br />

g<br />

0,90<br />

cm 3<br />

<br />

( J<br />

kg · K)<br />

1,4 kg<br />

m 3<br />

1260 kg<br />

g<br />

m 3 9,0<br />

cm 3<br />

W<br />

Informacje o zaa ..<br />

Arktyczny mak<br />

Wewntrz miseczek niektrych kwiatw temperatura<br />

powietrza moe by o wiele wysza ni<br />

temperatura otoczenia. W osigniciu takiego<br />

efektu znaczco pomaga heliotropizm. jawisko<br />

polega na reakcji ruchowej organizmu,<br />

manifestujcej si tym, e kwiat w cigu dnia<br />

powoli zmienia pooenie w taki sposb, i stale<br />

zwrcony jest w stron soca. eliotropizm<br />

wspomaga dojrzewanie ziaren pyku i zapodnienie zalkw oraz pomaga ogrza<br />

zapylaczy znajdujcych si wewntrz roliny. Na przykad w miseczkach kwiatw arktycznego<br />

maku (na fotografii) dziki heliotropizmowi temperatura<br />

jest o sze stopni wysza ni wok nich.<br />

Na podstawie ksiki: Dave Goulson, Marginesy, Warszawa 2018, s. 193–194<br />

• 11Oblicz, jaka temperatura panuje wewntrz miseczki kwiatu arktycznego maku<br />

w soneczny dzie, jeli temperatura otoczenia to –2 C.<br />

• 1wystpuje gwnie na terenie Svalbardu (norweskiej prowincji<br />

w Arktyce), gdzie rednia roczna temperatura powietrza wynosi –4 C.<br />

Wybierz waciwe dokoczenie zdania.<br />

Temperatura –4 C wyraona w skali Kelvina i zapisana z dokadnoci do trzech cyfr<br />

znaczcych jest rwna<br />

A. 269 K B. 4 K C. 277 K D. 273 K<br />

11


••<br />

1Oce prawdziwo poniszych zda. Wybierz P, jeli zdanie jest prawdziwe,<br />

albo F jeli jest faszywe.<br />

1.<br />

W bezwietrzny, soneczny dzie czsteczki powietrza wewntrz kwiatu<br />

arktycznego maku poruszaj si z wiksz prdkoci ni czsteczki<br />

powietrza wok kwiatu.<br />

P<br />

F<br />

2.<br />

Powietrze wewntrz kwiatu arktycznego maku jest w rwnowadze<br />

termicznej z otoczeniem przy kadej pogodzie.<br />

P<br />

F<br />

3.<br />

Rnica temperatury o sze stopni w skali Celsjusza odpowiada rnicy<br />

o sze kelwinw.<br />

P<br />

F<br />

•• 1Przyjmij, e objto powietrza wypeniajcego miseczk kwiatu to 1,8 cm 3 ,<br />

i oblicz, ile energii potrzeba do podniesienia temperatury tego powietrza o 6 C. Do oblicze<br />

przyjmij, e ciepo waciwe powietrza wynosi 1 kg · C, a jego gsto to 1,2<br />

kJ<br />

kg<br />

m 3 .<br />

Informacje o zaa ..<br />

Wyznaczanie ciea acieo monety<br />

Na szkolnym konkursie fizycznym uczniowie wyznaczali ciepo waciwe materiau, z ktrego<br />

wykonano monety 1-zotowe. Mieli do dyspozycji: czajnik z zimn wod, kubek<br />

styropianowy z wieczkiem, pi monet o znanej masie 5,0 g kada, termometr elektroniczny<br />

o dokadnoci 0,1 C oraz cylinder miarowy z podziak 1 ml. nali rwnie nastpujce<br />

waciwoci wody: ciepo waciwe w<br />

J<br />

4200 kg · C i gsto d w 1,0 g ml .<br />

•• 17.1. Uczniowie zaczli od zaprojektowania dowiadczenia i zapisania w tabeli<br />

w kolejnoci chronologicznej czynnoci, jakie naley wykona.<br />

Lp. <br />

1. Odczytanie temperatury pokojowej na termometrze.<br />

2.<br />

Odmierzenie 200 ml (czyli 200 g) zimnej wody za pomoc cylindra miarowego,<br />

nastpnie przelanie jej do kubka i zaznaczenie na nim dugopisem poziomu<br />

wody odpowiadajcemu 200 ml.<br />

12 VI. ZJAWISKA CIEPLNE


Lp. <br />

3. Przelanie wody z kubka do czajnika i zagotowanie wody.<br />

4. Wlanie 200 g gorcej wody do kubka i pomiar temperatury tej wody.<br />

5.<br />

Wrzucenie do kubka 5 monet, przykrycie kubka przykrywk i odczekanie<br />

dwch minut.<br />

6. djcie pokrywki i zmierzenie temperatury wody.<br />

Podczas dyskusji nad sposobem wykonania zadania uczniowie mieli uzasadni potrzeb<br />

wykonania poszczeglnych czynnoci. Przyporzdkuj wymienione poniej<br />

uzasadnienia AF czynnociom 16; wpisz w ostatniej kolumnie tabeli odpowiednie<br />

oznaczenia literowe.<br />

A. Aby unikn pomiaru objtoci gorcej wody w cylindrze, co mogoby spowodowa<br />

jego uszkodzenie.<br />

B. W celu zwikszenia temperatury wody.<br />

C. eby pozna temperatur pocztkow monet.<br />

D. W celu stworzenia sytuacji, w ktrej monety ogrzewaj si dziki przepywowi ciepa<br />

od gorcej wody a do ustalenia si rwnowagi termicznej.<br />

E. eby dowiedzie si, jaka jest temperatura wody przed wrzuceniem monet.<br />

F. eby pozna temperatur monet i wody w rwnowadze termicznej.<br />

••• 17.2. W tabeli przedstawiono wyniki pomiarw wykonanych przez uczniw. Niepewnoci<br />

pomiarw wynikaj z dokadnoci uytych przyrzdw.<br />

Temperatura pocztkowa monet<br />

Temperatura wody przed wrzuceniem monet<br />

Temperatura wody i monet w rwnowadze termicznej<br />

Masa wody<br />

T m<br />

20,1 C 0,1 C<br />

T w<br />

94,5 C 0,1 C<br />

T r<br />

93,5 C 0,1 C<br />

m 200 g 1 g<br />

Przyjmij, e zmiana temperatury wody po wrzuceniu monet bya wycznie wynikiem<br />

przepywu ciepa od gorcej wody do monet (czyli nie byo przepywu ciepa do otoczenia).<br />

Wykonaj odpowiednie obliczenia i uzupenij ponisz tabel. Oszacuj niepewnoci<br />

pomiarowe jako wiksz z rnic midzy wartoci otrzyman z pomiarw a najwiksz<br />

lub najmniejsz wartoci, jak mona otrzyma z oblicze dla skrajnych wartoci<br />

wyznaczonej wielkoci fizycznej po uwzgldnieniu niepewnoci. (Porwnaj: podrcznik<br />

, klasa 7, s. 66).<br />

1. miana temperatury wody w wyniku oddania ciepa monetom T w<br />

±<br />

2. miana temperatury monet w wyniku pobrania ciepa od wody T m<br />

±<br />

3. Ilo ciepa przekazana monetom przez ciep wod p<br />

±<br />

4. Ciepo waciwe monet wm<br />

±<br />

13


•••<br />

17.3. Skorzystaj z wynikw oblicze otrzymanych w zadaniu 17.2 i oce prawdziwo<br />

poniszych zda. Wybierz P, jeli zdanie jest prawdziwe, albo F jeli jest faszywe.<br />

1.<br />

Najwikszy wpyw na niepewno pomiaru ciepa waciwego monet ma<br />

niepewno pomiaru zmiany temperatury gorcej wody po wrzuceniu do<br />

niej monet.<br />

P<br />

F<br />

2.<br />

Dokadno pomiaru ciepa waciwego monet mona zwikszy, jeeli<br />

zmniejszy si liczb monet wrzuconych do wody.<br />

P<br />

F<br />

3.<br />

Niepewno pomiarowa ciepa waciwego wzronie, jeli uyjemy<br />

termometru wskazujcego temperatur z dokadnoci do 0,01 °C.<br />

P<br />

F<br />

4.<br />

Niepewno pomiarow mona zmniejszy dziki obnieniu temperatury<br />

pocztkowej monet, na przykad przez wrzucenie ich do wody z lodem.<br />

P<br />

F<br />

•••<br />

17.4. Samodzielnie wykonaj analogiczne dowiadczenie i wyznacz ciepo waciwe<br />

materiau, z ktrego wykonane s monety 5-groszowe. Wiadomo, e masa jednej takiej<br />

monety jest rwna 2,59 g. Podczas planowania pomiarw zastanw si nad sposobami<br />

zwikszenia ich dokadnoci.<br />

3. Stany skupienia a temperatura<br />

W<br />

Informacje o zaa ..3<br />

Destylator<br />

Destylator solarny to urzdzenie do odsalania<br />

wody. Skada si z nadmuchiwanego<br />

przezroczystego stoka, umocowanego<br />

na podobnej do koa ratunkowego komorze<br />

wypornociowej, pokrytej od rodka<br />

czarnym gumowanym ptnem. Odsalacz<br />

dziaa na zasadzie destylacji: woda<br />

morska znajdujca si na czarnym ptnie,<br />

pod stokiem, ogrzewa si w promieniach<br />

soca, paruje, a potem skrapla si<br />

po wewntrznej stronie stoka. Nastpnie,<br />

ju odsolona, cieka w d, zbierajc<br />

si w rowku na obwodzie, skd spywa do<br />

worka. Szalupa bya zaopatrzona w dwanacie<br />

takich odsalaczy.<br />

Fragment ksiki: ann Martel, , Albatros A. Kuryowicz, Warszawa 2013, s. 223–224<br />

• 1.1.Wybierz waciwe dokoczenie zdania.<br />

Parowanie najlepiej nazwa<br />

A. oddziaywaniem.B. ruchem.C. stanem.D. zjawiskiem.<br />

14 VI. ZJAWISKA CIEPLNE


• 1.2.Uzupenij zdanie. Wybierz waciwe stwierdzenie spord wariantw A–C oraz<br />

jego poprawne dokoczenie spord wariantw 1–3.<br />

Skraplanie jest<br />

A. zjawiskiem,<br />

1. z ciekego na stay.<br />

B. stanem,<br />

podczas ktrego<br />

nastpuje zmiana 2. z gazowego na cieky.<br />

stanu skupienia<br />

C. oddziaywaniem, 3. ze staego na gazowy.<br />

•• 1.3.aznacz na szkicu przedstawiajcym przekrj destylatora opisanego w tekcie<br />

elementy: 1. miejsce z wod son, 2. nadmuchiwany przezroczysty stoek, 3. komora<br />

wypornociowa, 4. rowek ze sodk wod, 5. worek na sodk wod.<br />

Na swoim rysunku zaznacz strzakami dwa zachodzce procesy: A. parowania, B. skraplania.<br />

W<br />

Informacje o zaa ..<br />

Cieky kryszta<br />

… Syszymy, e znajomy albo ssiad kupi<br />

telewizor ciekokrystaliczny. Wczeniej mwio<br />

si o ekranach, kalkulatorach czy zegarkach<br />

z wywietlaczami ciekokrystalicznymi. …<br />

W szkole uczymy si, e istniej trzy stany skupienia:<br />

stay, cieky i gazowy. Gdy podwyszamy<br />

temperatur krysztau, wwczas w pewnej<br />

okrelonej temperaturze moe nastpi<br />

przejcie do stanu ciekego. Mwimy wtedy,<br />

e nastpio przejcie fazowe zwane topnieniem.<br />

Gdy dalej bdziemy zwiksza temperatur,<br />

moe nastpi kolejna przemiana fazowa<br />

(zwana parowaniem) i nasza substancja przejdzie<br />

ze stanu (fazy) ciekego do stanu gazowego.<br />

Obraz ciekego krysztau w mikroskopie<br />

polaryzacyjnym<br />

astanwmy si, co si dzieje z punktu widzenia moleku 1 w trakcie topnienia. W fazie<br />

staej molekuy znajduj si w ustalonych miejscach, ich rodki cikoci s uporzdkowane<br />

(tworz sie krystaliczn), a czsteczki nie mog si obraca (czyli nie maj swobody<br />

rotacji). Natomiast w cieczy molekuy mog:<br />

przesuwa si wzgldem siebie, ich rodki cikoci nie s uporzdkowane,<br />

obraca si wok dowolnej osi. …<br />

15


W przypadku topnienia substancji ciekokrystalicznej oba te procesy nie zachodz w tej<br />

samej temperaturze. Najpierw, w temperaturze topnienia, czsteczki uzyskuj swobod<br />

translacji, czyli substancja moe pyn …, ale molekuy nie mog si obraca<br />

wok dowolnej osi. Substancja znajduje si w fazie ciekokrystalicznej. Pniej, w temperaturze<br />

klarownoci, molekuy uzyskuj rwnie swobod rotacji. Substancja staje<br />

si zwyk ciecz ….<br />

… Austriacki botanik Friedrich Reinitzer przeprowadzi badania nad topnieniem benzoesanu<br />

cholesterylu. auway on, e substancja ta topi si w inny sposb ni ld: najpierw<br />

powstaje mtna ciecz, ktra dopiero w pewnej wyszej temperaturze staje si<br />

zwyk, przezroczyst ciecz. Rok pniej niemiecki fizyk Otto Lehmann zbada t niezwyk<br />

mtn ciecz …. Benzoesan cholesterylu nie zachowywa si ... pomidzy temperaturami<br />

topnienia i klarownoci 2 jak zwyka ciecz …. Wprawdzie tak jak ona mg<br />

pyn, ale rwnoczenie wykazywa pewne cechy charakterystyczne dla krysztaw,<br />

i z tego wanie powodu Lehmann nazwa t … ciecz ciekym krysztaem.<br />

Fragmenty artykuu: Joanna Janik, ,<br />

Foton nr 94, jesie 2006<br />

1<br />

Molekua to inaczej czsteczka, drobina lub korpuskua. Tych nazw uywa si zamiennie.<br />

2<br />

Temperatura, w ktrej ciecz z pocztkowo mtnej staje si bezbarwna.<br />

• 1.1.Uzupenij zdanie. Wybierz waciwe stwierdzenie spord wariantw A–C oraz<br />

jego poprawne dokoczenie spord wariantw 1–3.<br />

Temperatura krzepnicia substancji krystalicznej jest zawsze<br />

A. mniejsza od temperatury,<br />

1. topnienia.<br />

B. taka sama jak temperatura,<br />

w ktrej zachodzi<br />

zjawisko<br />

2. stygnicia.<br />

C. wiksza od temperatury, 3. rozpuszczania.<br />

• 1.2.Wybierz waciwe dokoczenie zdania.<br />

Podczas ogrzewania benzoesanu cholesterylu po osigniciu temperatury topnienia<br />

A. ma miejsce przejcie ze stanu ciekego w stay.<br />

B. zachodzi przemiana fazy staej w faz ciekokrystaliczn.<br />

C. obserwujemy sublimacj.<br />

•• 1.3.Oce prawdziwo poniszych zda. Wybierz P, jeli zdanie jest prawdziwe,<br />

albo F jeli jest faszywe.<br />

1. Przemiana fazowa to okrelenie oznaczajce zmian stanu skupienia. P F<br />

2.<br />

W ciele staym molekuy znajduj si w okrelonych miejscach, ale mog<br />

si obraca.<br />

P<br />

F<br />

3. Cieky kryszta ma cechy zarwno cieczy, jak i ciaa staego. P F<br />

16 VI. ZJAWISKA CIEPLNE


•• 1.4.Wybierz waciwe dokoczenie zdania.<br />

Ciekym krysztaem nazywamy substancj, ktrej czsteczki w stanie ciekym<br />

A. mog obraca si wok dowolnej osi i przemieszcza si wzgldem siebie w dowolnej<br />

temperaturze.<br />

B. w pewnym zakresie temperatur maj swobod przemieszczania si bez moliwoci<br />

obracania si wok dowolnej osi.<br />

C. w pewnym zakresie temperatur mog si swobodnie obraca wok dowolnej osi<br />

bez moliwoci przemieszczania si.<br />

W<br />

Informacje o zaa 20.20.<br />

Smua konensacyjna<br />

Kiedy powietrze opywa skrzyda z du prdkoci,<br />

jego temperatura i cinienie zmieniaj<br />

si. Jeeli poziom wilgotnoci jest dostatecznie<br />

wysoki, dochodzi do kondensacji pary w jdrze<br />

wirw powstajcych na kocwkach skrzyda<br />

…. Staj si one widoczne i wij si za samolotem<br />

jak szare we utkane z mgy. Para kondensuje<br />

si rwnie w innych miejscach, takich<br />

jak owiewki klap czy wsporniki mocujce silnik.<br />

Podczas startu mona zaobserwowa co, co<br />

wyglda jak strumie biaego dymu wydostajcy<br />

si z grnej czci silnika. To skroplona<br />

para wodna wytworzona przez niewidoczne<br />

prdy wok wspornika.<br />

Kiedy indziej tu nad powierzchni skrzyda nagle pojawia si biay obok. I znw mamy<br />

tu do czynienia z kondensacj wywoan waciw kombinacj wilgotnoci, temperatury<br />

i cinienia.<br />

Fragmenty ksiki: Patrick Smith, , Muza, Warszawa 2019, s. 64<br />

• 2.1.Oce prawdziwo poniszych zda. Wybierz P, jeli zdanie jest prawdziwe,<br />

albo F jeli jest faszywe.<br />

1.<br />

Woda w stanie gazowym – para wodna – jest bezbarwna i niewidoczna<br />

goym okiem.<br />

P<br />

F<br />

2.<br />

Kondensacja, opisana w tekcie, to zjawisko skraplania polegajce na<br />

przejciu wody ze stanu gazowego w cieky.<br />

P<br />

F<br />

3.<br />

Kondensacja pary wodnej zachodzi w okrelonych warunkach,<br />

wyznaczanych przez temperatur, cinienie i wilgotno.<br />

P<br />

F<br />

4.<br />

Podczas startu samolotu z grnej czci jego silnika wydobywa si biay<br />

dym.<br />

P<br />

F<br />

17


• 2.2.Wybierz waciwe dokoczenie zdania.<br />

Jednostk cinienia nie jest<br />

A. Pa B. mmg C. bar N m<br />

•• 2.3.Wybierz waciwe dokoczenie zdania.<br />

Jednostkami cinienia, temperatury i wilgotnoci s odpowiednio:<br />

A. paskal, stopie Celsjusza i procent.<br />

B. bar, procent i stopie Fahrenheita.<br />

C. procent, kelwin i milimetr supa rtci.<br />

D. stopie Celsjusza, kelwin i paskal.<br />

••• 2.4.Przyjmij, e 1 m 3 mgy zawiera 1 g wody i skadaj si na niego tylko kropelki<br />

o objtoci 6,5 10 –14 m 3 . Oblicz, ile kropli jest w tej objtoci mgy. Do oblicze przyjmij,<br />

e gsto wody jest rwna 1,0 10 6 g m 3 .<br />

Uwaga:<br />

10 –14 1<br />

<br />

100 000 000 000 000 106 1 000 000<br />

•• 2..Samolot startuje z lotniska w Gdasku i tras do Warszawy pokonuje na<br />

wysokoci 8000 m (nazywanej wysokoci przelotow). Okrel, jaki procent pocztkowego<br />

cinienia powietrza na zewntrz samolotu stanowi cinienie na wysokoci przelotowej.<br />

Skorzystaj z poniszego wykresu, na ktrym przedstawiono zaleno cinienia<br />

atmosferycznego od wysokoci nad poziomem morza.<br />

p (hPa)<br />

1200<br />

1000<br />

800<br />

600<br />

400<br />

200<br />

0<br />

4 8 12<br />

16<br />

20<br />

h (km)<br />

18 VI. ZJAWISKA CIEPLNE


3. <br />

• 21.Aby zamrozi 1 kg wody w temperaturze krzepnicia, trzeba odebra 330 kJ energii<br />

wewntrznej. Oblicz, ile energii naley odebra, aby zamrozi 3 kg wody w tych samych<br />

warunkach.<br />

W<br />

Informacje o zaa 22.22.3<br />

Temeratura i cieo rzemian fazoyc yranyc sustancji<br />

<br />

<br />

<br />

(°C)<br />

<br />

<br />

( kJ<br />

kg)<br />

<br />

<br />

(°C)<br />

<br />

<br />

<br />

( kJ<br />

kg)<br />

ow 327 24,5 1750 871<br />

rt –39 11,8 357 272<br />

tlen –219 13,8 –183 213<br />

woda 0 334 100 2257<br />

zoto 1064 64,5 2800 1578<br />

••<br />

22.1.Oce prawdziwo poniszych zda. Wybierz P, jeli zdanie jest prawdziwe,<br />

albo F jeli jest faszywe.<br />

1.<br />

Spord wymienionych w tabeli substancji w temperaturze 400 C tylko<br />

zoto jest w stanie staym.<br />

P<br />

F<br />

2.<br />

Wszystkie wymienione w tabeli substancje s w stanie staym<br />

w temperaturze niszej ni 0 C.<br />

P<br />

F<br />

3.<br />

Temperatura krzepnicia tlenu to ok. 54 K, a jego temperatura skraplania<br />

jest o 36 K wysza.<br />

P<br />

F<br />

4.<br />

Do odparowania 1 kg rtci w temperaturze wrzenia potrzeba mniej energii<br />

ni do odparowania tej samej iloci wrzcej wody.<br />

P<br />

F<br />

5.<br />

Podczas krzepnicia 2 kg wody uwolni si wicej energii ni podczas<br />

krzepnicia 10 kg zota.<br />

P<br />

F<br />

••<br />

22.2.Oblicz, ile zota ulegnie stopieniu, jeli po doprowadzeniu zotej sztabki do<br />

temperatury 1064 C dostarczymy jej jeszcze 3870 J energii.<br />

••• 22.3.Oblicz, ile wody w temperaturze 100 C mona odparowa dziki energii,<br />

ktr odda kropla oowiu o masie 2 g i temperaturze 327 C podczas krzepnicia.<br />

19


•• 23.Wykres pokazuje, jak zmienia si temperatura 1 kg wody i powstaej z niej pary wodnej<br />

podczas dostarczania ciepa.<br />

T (ºC)<br />

100<br />

50<br />

0<br />

420 1000 2000 2680 3000 Q (kJ)<br />

Oce prawdziwo poniszych zda. Wybierz P, jeli zdanie jest prawdziwe, albo F jeli jest<br />

faszywe.<br />

1. Temperatura wrzenia wody z dokadnoci do trzech cyfr znaczcych wynosi 373 K. P F<br />

2.<br />

Energia potrzebna do zamiany wrzcej wody w par wodn jest mniejsza ni energia<br />

potrzebna do ogrzania takiej samej iloci wody od 0 C do 100 C.<br />

P<br />

F<br />

3. Energia potrzebna do odparowania 2 kg wody w temperaturze wrzenia wynosi 4520 kJ. P F<br />

3. <br />

W<br />

Informacje o zaa 2.2.<br />

Izolacja cieplna<br />

Aeroel w postaci proszku albo pyu jest znany prawie<br />

od stu lat. Izolacje aeroelowe wyrniaj si najlepszym<br />

wspczynnikiem przewodzenia ciepa na poziomie<br />

W<br />

0,012–0,016 m · K. To oznacza, e jeli rnica temperatur<br />

midzy obiema stronami warstwy aeroelu o gruboci<br />

1 m wynosi 1 K, to przez 1 m 2 takiej warstwy przenika jedynie<br />

od 0,012 J do 0,016 J ciepa w cigu jednej sekundy.<br />

Powszechnie uywany w budownictwie styropian ma<br />

wspczynnik przewodzenia ciepa zawarty w przedziale<br />

W<br />

0,031–0,042 m · K , a wena mineralna 0,030–0,045 W<br />

m · K .<br />

Take pianka poliuretanowa ma wikszy wspczynnik:<br />

W<br />

od 0,026 m · K do 0,029 W<br />

m · K. Dlatego stosowanie aeroelu poleca si w budownictwie<br />

energooszczdnym. Jego niski wspczynnik przewodzenia ciepa powoduje, e ciesza<br />

warstwa izolacyjna zapewnia domownikom odpowiedni komfort cieplny – dom zim<br />

wolniej traci ciepo, a podczas upaw wntrza si nie nagrzewaj.<br />

Na podstawie: www.mgprojekt.com.pl/blog/aerozel<br />

20 VI. ZJAWISKA CIEPLNE


• 24.1.Oce prawdziwo poniszych zda. Wybierz P, jeli zdanie jest prawdziwe,<br />

albo F jeli jest faszywe.<br />

1. Izolator cieplny to materia, w ktrym przepyw ciepa zachodzi szybko. P F<br />

2.<br />

Przewodnictwo cieplne zachodzi midzy ciaami lub czciami tego<br />

samego ciaa rnicymi si temperatur i pozostajcymi w kontakcie.<br />

P<br />

F<br />

3.<br />

Im mniejszy jest wspczynnik przewodzenia ciepa substancji, tym jest<br />

ona lepszym izolatorem.<br />

P<br />

F<br />

4. Styropian jest lepszym izolatorem ciepa ni aeroel. P F<br />

• 24.2. Uzupenij zdania wyrazami wybranymi spord podanych w nawiasie.<br />

Ilo energii, ktra przenika przez warstw izolatora cieplnego, jest tym wiksza, im<br />

( / ) warstwa oraz im ( / ) rnica temperatur midzy<br />

obiema stronami warstwy.<br />

••<br />

24.3.Porwnaj najwiksz warto wspczynnika przewodzenia ciepa z kadego<br />

przedziau podanego w tekcie i wybierz waciwe dokoczenie zdania.<br />

Izolatory cieplne zapisane w kolejnoci od najlepszych do najgorszych waciwoci izolacyjnych<br />

to:<br />

A. aeroel, wena mineralna, styropian, pianka poliuretanowa.<br />

B. aeroel, pianka poliuretanowa, styropian, wena mineralna.<br />

C. wena mineralna, styropian, pianka poliuretanowa, aeroel.<br />

•• 24.4.Oblicz, ile razy ciesza moe by warstwa izolacyjna wykonana z aeroelu<br />

od warstwy izolacyjnej wykonanej ze styropianu, aby ilo ciepa przenikajca przez<br />

obie warstwy bya taka sama. Do oblicze przyjmij grn granic przedziau wartoci<br />

wspczynnika przewodzenia ciepa, podanego w tekcie dla obu izolatorw.<br />

3. -molekularny model<br />

budowy materii<br />

W<br />

Informacje o zaa 2.2.<br />

Gaz ciecz i ciao stae<br />

Gaz, ciecz i ciao stae – to tradycyjny podzia stanw skupienia materii, ktry znamy ze<br />

szkoy. Gdy mylimy o tym pierwszym, od razu nasuwa nam si sowo powietrze. Gdy<br />

o tym drugim – woda w szklance. A co w przypadku cia staych Kostka lodu, krysztaek<br />

soli kuchennej, cukru, a moe diament<br />

21


Stany skupienia materii klasyfikujemy, biorc pod uwag ich objto i ksztat. W przypadku<br />

cia staych objto i ksztat s w zasadzie zachowane, w przypadku cieczy trudno<br />

zmieni objto, ale ksztat ju atwo. Natomiast substancje w stanie gazowym zajmuj<br />

ca dostpn przestrze, przyjmujc objto i ksztat naczynia, w ktrym si znajduj.<br />

gaz<br />

ciao stae<br />

ciecz<br />

Uywajc bardziej precyzyjnej terminologii, powiedzielibymy, e czsteczki gazu s<br />

cay czas w chaotycznym ruchu, odlegoci midzy nimi s due, wic oddziaywania<br />

midzyczsteczkowe sabe. Podobnie jest dla cieczy, w ktrej molekuy s rwnie<br />

cay czas w chaotycznym ruchu, jednak odlegoci midzyczsteczkowe s mniejsze,<br />

a oddziaywania pomidzy nimi – wiksze ni w gazie. W ciele staym czsteczki s unieruchomione,<br />

drgaj tylko wok pooe rwnowagi. Odlegoci midzy nimi s mae,<br />

a oddziaywania midzyczsteczkowe silne.<br />

Fragment artykuu: Karolina Adrjanowicz, <br />

Foton nr 143, zima 2018<br />

• 2.1.Na poniszym rysunku przedstawiono modelowy ukad czsteczek w ciaach<br />

o tej samej objtoci, wykonanych z tej samej substancji, ale znajdujcej si w rnym<br />

stanie skupienia.<br />

I. II. III.<br />

Wybierz waciwe dokoczenie zdania.<br />

Rysunki I, II i III przedstawiaj kolejno modele budowy:<br />

A. I – gazu, II – cieczy, III – ciaa staego.<br />

B. I – ciaa staego, II – cieczy, III – gazu.<br />

C. I – cieczy, II – ciaa staego, III – gazu.<br />

D. I – gazu, II – ciaa staego, III – cieczy.<br />

22 VI. ZJAWISKA CIEPLNE


• 2.2.W butelce o pojemnoci 0,5 litra znajdowa si gaz – dwutlenek wgla. Butelk<br />

poczono wykiem z drug, pocztkowo pust, butelk o pojemnoci 1,5 litra.<br />

Uzupenij zdanie. Wybierz waciwe stwierdzenie spord wariantw A–C oraz jego<br />

poprawne dokoczenie spord wariantw 1–3.<br />

Gaz z mniejszej butelki<br />

A.<br />

przepyn do wikszej<br />

cakowicie<br />

1. 0,5 litra.<br />

B.<br />

przepyn do wikszej<br />

czciowo<br />

i zaj czn<br />

objto<br />

2. 1,5 litra.<br />

C. nie przepyn do wikszej 3. 2 litrw.<br />

••<br />

2.3.apisz w odpowiednich kolumnach tabeli podobiestwa i rnice wystpujce<br />

midzy gazami i cieczami.<br />

<br />

<br />

<br />

••<br />

2.4.apisz w odpowiednich kolumnach tabeli podobiestwa i rnice wystpujce<br />

midzy ciaami staymi i cieczami.<br />

<br />

<br />

<br />

•• 2.Oce prawdziwo poniszych zda. Wybierz P, jeli zdanie jest prawdziwe, albo F jeli<br />

jest faszywe.<br />

1. miana stanu skupienia z ciekego na gazowy wymaga dostarczenia energii. P F<br />

2. miana staego stanu skupienia na cieky wymaga odebrania energii. P F<br />

3. Nie jest moliwa bezporednia zmiana stanu skupienia z gazowego na stay. P F<br />

4. Wzrost temperatury ciaa staego powoduje, e czsteczki tego ciaa drgaj szybciej. P F<br />

23


Test potrzenioy VI<br />

Spra si<br />

min<br />

<br />

1. 2<br />

Wybierz wszystkie poprawne dokoczenia zdania.<br />

Temperatura jest wielkoci fizyczn,<br />

A. ktra opisuje stan cieplny ciaa i zaley od redniej energii kinetycznej czsteczek tego ciaa.<br />

B. ktrej warto dla danego ciaa jest rwna sumie energii wszystkich czsteczek tego ciaa.<br />

C. ktrej warto wyraamy midzy innymi w stopniach Celsjusza.<br />

D. ktrej warto wyraona w kelwinach nie moe by ujemna.<br />

E. ktra ma tak sam warto dla rnych cia, gdy zachodzi midzy nimi wymiana energii<br />

w postaci ciepa.<br />

2. 2<br />

Drewnian desk wygadzano za pomoc<br />

szlifierki ktowej. Po zakoczeniu szlifowania<br />

energia wewntrzna tarczy szlifierki bya<br />

wiksza od jej energii wewntrznej przed rozpoczciem<br />

szlifowania o 3200 J.<br />

Oblicz prac, ktra zostaa wykonana nad tarcz<br />

szlifierki przez siy oporw, jeli podczas<br />

szlifowania oddaa ona otoczeniu 4100 J energii<br />

w postaci ciepa.<br />

3. 4<br />

W tabeli przedstawiono niektre waciwoci fizyczne cyny. Wartoci podano w odpowiednich<br />

jednostkach w zaokrgleniu do dwch cyfr znaczcych.<br />

<br />

gsto ( g<br />

cm3) 7,3<br />

ciepo waciwe ( J<br />

kg · C) 220<br />

temperatura topnienia (C) 230<br />

ciepo topnienia ( kg) J<br />

59 000<br />

Oblicz, ile ciepa trzeba dostarczy odcinkowi cynowego drutu o dugoci 10 cm i objtoci 4 cm 3<br />

o pocztkowej temperaturze 293 K, eby zwikszy jego temperatur do temperatury topnienia,<br />

a nastpnie go stopi.<br />

24 VI. ZJAWISKA CIEPLNE


4. 2<br />

Dziesi monet dwugroszowych o pocztkowej temperaturze ok. 23 C wrzucono do styropianowego<br />

naczynia wypenionego gorc wod. Po osigniciu rwnowagi termicznej midzy<br />

wod a monetami zmierzono temperatur wody termometrem cieczowym i otrzymano<br />

warto T (61 1) C.<br />

Oce prawdziwo poniszych zda. Wybierz P, jeli zdanie jest prawdziwe, albo F jeli jest<br />

faszywe.<br />

1.<br />

rednia energia kinetyczna czsteczek wody przed wrzuceniem do niej monet bya<br />

taka sama jak podczas pomiaru temperatury wody.<br />

P<br />

F<br />

2.<br />

Podczas pomiaru temperatury wody rednia energia kinetyczna czsteczek<br />

materiau, z ktrego wykonano monety, i rednia energia kinetyczna czsteczek<br />

wody byy takie same.<br />

P<br />

F<br />

3.<br />

Najmniejsza podziaka na skali termometru, ktrym mierzono temperatur wody,<br />

odpowiada zmianie temperatury o 2 C.<br />

P<br />

F<br />

4.<br />

Jeli zaoymy, e ciepo nie przepywa przez cianki naczynia, to energia<br />

wewntrzna kadej monety wzrosa o 10 wartoci energii, ktr stracia woda.<br />

P<br />

F<br />

. 2<br />

Na kuchence w garnku z grubym dnem ogrzewano<br />

olej i notowano, jak zmienia si jego<br />

temperatura. Po pewnym czasie wyczono<br />

kuchenk, ale nie przestano mierzy temperatury<br />

oleju.<br />

Poniszy wykres przedstawia zaleno temperatury<br />

oleju od czasu trwania pomiaru.<br />

T (ºC)<br />

60<br />

40<br />

20<br />

0 1 2 t (min)<br />

Uzupenij tekst nazwami sposobw przepywu ciepa oraz informacjami odczytanymi<br />

z wykresu. Uyj waciwych wyrae, wybranych spord wymienionych pod tekstem.<br />

Temperatura oleju ronie w przedziale czasu od t 1<br />

<br />

do<br />

t 2<br />

<br />

zjawisku<br />

. Ciepo generowane przez kuchenk dociera do oleju dziki<br />

w materiale, z ktrego wykonano dno garnka. Ciepe<br />

25


powietrze znad powierzchni oleju unosi si dziki zjawisku .<br />

Olej stygnie take w wyniku zjawiska<br />

, dziki ktremu moglibymy<br />

zarejestrowa zmiany temperatury substancji za pomoc kamery termowizyjnej. Ilo ciepa<br />

pobrana przez olej w pierwszej minucie prowadzonego pomiaru jest<br />

ni ilo ciepa oddana przez olej w drugiej minucie pomiaru.<br />

Wyraenia do wyboru:<br />

0 min <br />

1 min <br />

2 min <br />

promieniowania <br />

przewodnictwa <br />

skraplania <br />

konwekcji<br />

mniejsza wiksza<br />

W<br />

Informacje o zaa i <br />

Gka szpilki<br />

We pan fizyk, ktra, chcc objani nam<br />

wymiary atomu, daje taki przykad. W gwce<br />

szpilki jest osiem sekstylionw 1 atomw. Gdybymy<br />

co sekund odrzucali z tej gwki po<br />

milionie atomw, w takim razie skoczyliby-<br />

my nasz rachunek w cigu dwustu pidziesiciu<br />

trzech tysicy lat... Nie dziw, e po tego<br />

rodzaju rachunku Clerk Maxwell powiedzia:<br />

To, co widzimy, zrobione jest z tego, czego si<br />

nie widzi.<br />

Fragment ksiki: Bolesaw Prus, , pl.wikisource.org/wiki/Strona:PLBolesC582awPrus-<br />

Emancypantki04.djvu/273, pisownia uwspczeniona<br />

1<br />

Sekstylion wedug autora powieci to 1 000 000 000 000 000 000 000 10 21 .<br />

. 1<br />

Oce prawdziwo poniszych zda. Wybierz P, jeli zdanie jest prawdziwe, albo F jeli jest<br />

faszywe.<br />

1. Atomy w gwce szpilki mog swobodnie przemieszcza si wzgldem siebie. P F<br />

2.<br />

W gwce szpilki znajduje si mniej atomw ni w pcherzyku powietrza o tej<br />

samej objtoci.<br />

P<br />

F<br />

7. 2<br />

Przeprowad stosowne obliczenia i sprawd, czy podany przez Bolesawa Prusa czas zabierania<br />

kolejnych porcji atomw z gwki szpilki zosta oszacowany poprawnie.<br />

26 VI. ZJAWISKA CIEPLNE


powiei i wskawki o aa<br />

VI. Zjawiska cieplne<br />

30. ssko a eperaur<br />

1.1F, 2P, 3F, 4P<br />

2.A, C<br />

3.1.1P, 2F, 3P<br />

3.2.B1<br />

3.3.C<br />

3.5.<br />

t (s) 0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0<br />

r (nm) 0,0 1,0 1,4 2,0 2,2 2,4 2,8 2,6 4,2<br />

31. Termometry i pomiar temperatury<br />

4.<br />

Zjawisko<br />

<br />

<br />

1013 hPa)<br />

krzepnicie<br />

tlenu<br />

wrzenie<br />

azotu<br />

krzepnicie<br />

alkoholu<br />

metylowego<br />

topnienie<br />

oowiu<br />

wrzenie rtci<br />

Skala Celsjusza –219 C –196 C –97 C 328 C 357 C<br />

Skala Kelvina 54 K 77 K 176 K 601 K 630 K<br />

5.T 11 C 11 K<br />

6.1P, 2P, 3F<br />

7.1.1P, 2P, 3P, 4F<br />

7.2.B2<br />

7.3.1,36 g<br />

7.4.V 6,3 cm 3<br />

7.5.ok. 133 razy<br />

32. neria wewntrna<br />

8.192 J<br />

9.malaa o 20 J.<br />

10.C3<br />

11.220 J<br />

12. W przyblieniu o 721 J. Energia kinetyczna pocisku w caoci zamienia si w energi<br />

wewntrzn pocisku i deski.<br />

33. Ciepo waciwe<br />

J<br />

13.880 kg · C<br />

14.B<br />

27


15.<br />

<br />

olej<br />

sonecznikowy<br />

tlen gliceryna mied<br />

<br />

0,50 cal<br />

g · K<br />

J<br />

1288<br />

m 3 · K<br />

J<br />

3025<br />

dm 3 · C<br />

836 kcal<br />

m 3 · C<br />

<br />

0,90 g<br />

cm 3<br />

1,4 kg<br />

m 3<br />

1260 kg<br />

m 3<br />

9,0 g<br />

cm 3<br />

( J<br />

kg · K) 2100 920 2400 390<br />

16.1.4 C<br />

16.2.A<br />

16.3.1P, 2F, 4P<br />

16.4.ok. 0,013 J 13 mJ<br />

17.1.1C, 2A, 3B, 4E, 5D, 6F<br />

17.2. 1. T w<br />

1,0 C 0,2 C; 2. T m<br />

73,4 C 0,2 C; 3. p<br />

840 J 170 J;<br />

J<br />

4. wm<br />

(460 90) kg · C<br />

17.3.1P, 2F, 3F, 4P<br />

34. Stany skupienia a temperatura<br />

18.1.D<br />

18.2.A2<br />

19.1.B1<br />

19.2.B<br />

19.3.1P, 2F, 3P<br />

19.4.B<br />

20.1.1P, 2P, 3P, 4F<br />

20.2.D<br />

20.3.A<br />

20.4.1,5 10 7<br />

20.5.ok. 40 <br />

35. Energia podczas zmian stanu skupienia<br />

21.990 kJ<br />

22.1.1P, 2F, 3P, 4P, 5P<br />

22.2.0,06 kg<br />

22.3.ok. 0,02 g<br />

23.1P, 2F, 3P<br />

36. Transport ciepa<br />

24.1.1F, 2P, 3P, 4F<br />

24.2.ciesza; wiksza<br />

24.3.B<br />

24.4.ok. 2,6 razy<br />

28


37.inetycznomolekularny model budowy materii<br />

25.1.B<br />

25.2.B3<br />

26.1P, 2F, 3F, 4P<br />

Test powtórzeniowy<br />

Nr<br />

zadania<br />

<br />

<br />

1. A, C, D<br />

2. 7300 J<br />

3. ok. 3100 J<br />

4. 1F, 2P, 3F, 4P<br />

2 p. podanie poprawnej odpowiedzi.<br />

1 p. wskazanie dwch spord trzech poprawnych odpowiedzi<br />

bez wskazania adnej bdnej.<br />

0 p. brak spenienia powyszych kryteriw.<br />

2 p. zapisanie dziaania 3200 J 4100 J oraz prawidowy wynik<br />

wraz z jednostk.<br />

1 p. podanie poprawnej odpowiedzi z jednostk bez zapisania<br />

dziaania lub zapisanie dziaania bez podania poprawnej<br />

odpowiedzi.<br />

0 p. brak spenienia powyszych kryteriw.<br />

4 p. poprawne obliczenia oraz prawidowy wynik wraz z jednostk.<br />

3 p. poprawna metoda obliczenia ciepa potrzebnego do<br />

zwikszenia temperatury drutu o 210 C oraz poprawna<br />

metoda obliczenia ciepa potrzebnego do jego stopienia.<br />

2 p. poprawna metoda obliczenia ciepa potrzebnego do<br />

zwikszenia temperatury drutu o 210 C lub poprawna<br />

metoda obliczenia ciepa potrzebnego do jego stopienia<br />

z uwzgldnieniem masy drutu wynoszcej ok. 29 g.<br />

1 p. zapisanie wzoru na ciepo potrzebne do zwikszenia<br />

temperatury drutu oraz obliczenie rnicy temperatur<br />

midzy temperatur pocztkow a temperatur topnienia<br />

T 210 C lub obliczenie masy drutu m 29 g.<br />

0 p. brak spenienia powyszych kryteriw.<br />

2 p. poprawna odpowied w czterech zdaniach.<br />

1 p. poprawna odpowied przynajmniej w dwch zdaniach.<br />

0 p. brak spenienia powyszych kryteriw.<br />

5.<br />

0 min, 1 min,<br />

przewodnictwa,<br />

konwekcji, promieniowania,<br />

wiksza<br />

2 p. poprawne uzupenienie w kadym miejscu.<br />

1 p. poprawne uzupenienie przynajmniej w trzech miejscach.<br />

0 p. brak spenienia powyszych kryteriw.<br />

6. 1F, 2F<br />

1 p. poprawna odpowied w obu zdaniach.<br />

0 p. brak spenienia powyszych kryteriw.<br />

7.<br />

Nie, czas ten wynosi<br />

ok. 254 milionw lat.<br />

2 p. poprawne obliczenia i poprawny wniosek.<br />

1 p. poprawne obliczenie czasu w sekundach:<br />

t 8 000 000 000 000 000 s 8 10 15 s, bd rachunkowy<br />

w przeliczeniu na lata i zapisanie wniosku zgodnego<br />

z otrzymanym wynikiem.<br />

0 p. brak spenienia powyszych kryteriw.<br />

29


SPOSÓBNOWOŚĆ<br />

NA<br />

FIZYKE<br />

2023<br />

7<br />

Poradnik nauczyciela<br />

<br />

wsip.pl<br />

sklep.wsip.pl<br />

infolinia: 801 220 555

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!