ГДЗ по физике, 8 класс, Перышкин, номер p241.1: Задачи для повторения. Тепловые явления

План решения:

• Вспомним устройство и принцип работы жидкостного термометра.
• Проанализируем каждое из предложенных явлений на предмет его связи с изменением уровня жидкости в стеклянной трубке.
• Выберем вариант, который физически объясняет наблюдаемый эффект.

Вычисление и анализ вариантов:

1. Изменение давления паров жидкости при изменении температуры. Это явление важно для кипения или испарения в закрытых сосудах, но не является основной причиной изменения объёма столбика жидкости в открытом (или герметичном, но заполненном) термометре. Давление пара влияет на состояние фазы, а не напрямую на линейное расширение тела.
2. Изменение объёма жидкости при изменении температуры. При нагревании молекулы жидкости начинают двигаться быстрее, расстояния между ними увеличиваются, что приводит к тепловому расширению — увеличению объёма. Поскольку трубка термометра имеет очень малый диаметр, даже небольшое изменение объёма вызывает заметное перемещение уровня жидкости вверх. При охлаждении происходит обратный процесс — сжатие. Это и есть рабочий механизм термометра.
3. Изменение скорости диффузии в жидкостях при изменении температуры. Диффузия — это процесс взаимного проникновения молекул одного вещества в другое. Хотя скорость диффузии действительно растёт с температурой, этот процесс не используется для измерения температуры стандартным жидкостным термометром, так как он не приводит к быстрому и обратимому изменению геометрических размеров прибора.
4. Изменение скорости испарения жидкости при изменении температуры. Испарение — это переход вещества из жидкого состояния в газообразное. В обычном термометре жидкость находится в замкнутом пространстве над ней может быть вакуум или инертный газ, но измерение основано не на потере массы за счёт испарения, а на изменении плотности и объёма оставшейся жидкой фазы.

Проверка и вывод:

Принцип действия любого жидкостного термометра (ртутного, спиртового) базируется на законе теплового расширения тел: при повышении температуры объём жидкости увеличивается, и она поднимается по капиллярной трубке. Следовательно, правильный ответ соответствует второму варианту.