Задание №12 — ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Разберём по порядку, как изменяются физические величины при охлаждении свинцового шарика.

1. Средняя скорость теплового движения частиц.
Температура тела является мерой средней кинетической энергии теплового движения его частиц (атомов или молекул). Согласно молекулярно-кинетической теории, чем ниже температура вещества, тем меньше средняя кинетическая энергия его частиц, а значит, и меньше их средняя скорость теплового движения. Так как шарик охлаждают в холодильнике, его температура понижается, следовательно, средняя скорость движения частиц свинца уменьшается (цифра 2).

2. Плотность шарика.
При охлаждении твёрдых тел происходит явление теплового сжатия: из-за уменьшения интенсивности тепловых колебаний частиц они располагаются ближе друг к другу, и объём тела $V$ уменьшается. Масса шарика $m$ при этом остаётся неизменной, так как количество вещества не меняется. Плотность вещества $\rho$ определяется по формуле:
$\rho = \frac{m}{V}$.
Так как масса $m$ — величина постоянная, а объём $V$ при охлаждении уменьшается, то дробь увеличивается. Следовательно, плотность шарика увеличивается (цифра 1).

Таким образом, плотность увеличивается (1), а средняя скорость теплового движения уменьшается (2).

Ответ: 12

Источник: ФИПИ