Задание №12 — ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для решения задачи проанализируем физические процессы, происходящие при нагревании жидкости в колбе.

1. Плотность жидкости.
При нагревании происходит явление теплового расширения: расстояние между молекулами жидкости увеличивается, что приводит к увеличению объёма $V$ данной массы жидкости $m$.
Плотность вещества определяется формулой:
$\rho = \frac{m}{V}$
Так как масса жидкости в колбе остаётся неизменной ($m = const$), а объём при нагревании увеличивается ($V$ растёт), то плотность жидкости уменьшается.
Следовательно, для плотности жидкости соответствует цифра 2.

2. Средняя скорость движения частиц жидкости.
Температура тела является мерой средней кинетической энергии хаотического движения его частиц (атомов или молекул).
Средняя кинетическая энергия связана со скоростью движения частиц формулой:
$E_{кин} = \frac{m_0 \cdot v^2}{2}$, где $m_0$ — масса частицы, $v$ — её скорость.
По условию задачи колбу нагревают, то есть её температура увеличивается. С ростом температуры увеличивается интенсивность теплового движения частиц, а значит, увеличивается и их средняя скорость.
Следовательно, для средней скорости движения частиц соответствует цифра 1.

Таким образом, плотность уменьшилась (2), а средняя скорость движения частиц увеличилась (1).

Ответ: 21

Источник: ФИПИ