Применение информации из текста физического содержания · 63 задания
- Задание №18№18
Изменится ли и, если изменится, то как, намокание древесины, если её натереть воском? Ответ поясните.
Смачивание и капиллярные явления
- Задание №18№18
Может ли воспринимаемый человеком интервал времени между молнией и сопровождающим её громовым раскатом составлять 90 с? Ответ поясните.
Звук
- Задание №18№18
Какой оттенок (голубоватый или красноватый) будет иметь источник белого света, например уличный фонарь, если его рассматривать сквозь туманную дымку?…
Дисперсия света
- Задание №18№18
Молнии могут проходить в самих облаках (внутриоблачные молнии), а могут ударять в землю (наземные молнии). Для механизма электризации, описанного в те…
Постоянный ток. Сила тока. Напряжение
- Задание №18№18
Эффект Доплера справедлив и для звуковых волн. Изменяется ли, и если изменяется, то как, высота тона звукового сигнала поезда при его удалении от набл…
Звук
- Задание №18№18
Зависит ли, и если зависит, то как, глубина промерзания почвы от высоты снежного покрова при прочих равных условиях? Ответ поясните.
Виды теплопередачи
- Задание №18№18
Значительная часть энергии Солнца излучается в инфракрасном диапазоне. Условно различают три составляющие диапазона инфракрасного излучения: коротково…
Электромагнитные волны
- Задание №18№18
Можно ли лёд, находящийся в состоянии, соответствующем точке А на диаграмме, перевести в пар, минуя жидкое состояние? Ответ поясните.
Испарение, конденсация, кипение
- Задание №18№18
Можно ли, используя флотацию, сделать так, чтобы пустая порода всплывала вверх, а крупицы руды оседали на дно? Ответ поясните.
Смачивание и капиллярные явления
- Задание №18№18
На рисунке представлены экспериментальные данные о выбросах оксида углерода и смертности от болезней сердца и органов дыхания в течение нескольких лет…
Явления в природе
- Задание №18№18
Молнии могут проходить в самих облаках (внутриоблачные молнии), а могут ударять в землю (наземные молнии). В случае механизма электризации, описанного…
Постоянный ток. Сила тока. Напряжение
- Задание №18№18
На рисунке представлены процессы нагревания с переходом в жидкое состояние для четырёх веществ, первоначально находившихся в твёрдом состоянии. Какой…
Основные положения МКТ
Спай a помещают в сухой лёд при температуре –78,5 °C, а спай b оставляют при комнатной температуре. Как изменится электрический ток в сравнении
с ситуацией, рассмотренной в тексте (см. рисунок)? Ответ поясните. (Известно, что в нижней части пламени спиртовки температура примерно равна 350 °С, а максимальная температура в 900 °С достигается в верхней части пламени.)
Термоэлементы
Рассмотрим цепь, составленную из проводников, изготовленных из разных металлов (см. рисунок 1). Если места спаев металлов находятся при одной температуре, то тока в цепи не наблюдается. Положение станет совершенно иным, если нагреть какой-нибудь из спаев, например спай a.
В этом случае гальванометр покажет наличие в цепи электрического тока, протекающего всё время, пока существует разность температур между спаями a и b.
Рисунок 1. Цепь, состоящая из железного и двух медных проводников
и гальванометра
Значение силы тока, протекающего в цепи, приблизительно пропорционально разности температур спаев. Направление тока зависит от того, какой из спаев находится при более высокой температуре. Если спай aне нагревать, а охлаждать (поместить, например, в сухой лёд), то ток потечёт в обратном направлении.
Описанное явление было открыто в 1821 г. немецким физиком Зеебеком и получило название термоэлектричества; комбинация проводников из разных металлов, образующих замкнутую цепь, называется термоэлементом. Важная область применения металлических термоэлементов – их использование для измерения температуры.
Решение
Решение.
Для ответа на вопрос задачи проанализируем физические закономерности явления термоэлектричества (эффекта Зеебека), описанные в тексте.
1. Направление тока: В тексте указано, что направление электрического тока в термоэлементе зависит от того, какой из спаев имеет более высокую температуру. В исходной ситуации (на рисунке) спай a нагревается пламенем спиртовки, то есть его температура ta значительно выше температуры спая b (комнатной температуры tb). Если же спай a поместить в сухой лёд (ta=−78,5 °C), а спай b оставить при комнатной температуре (tb≈20 °C), то теперь спай b станет более горячим по сравнению со спаем a. Следовательно, направление тока в цепи изменится на противоположное.
2. Сила тока: Согласно тексту, значение силы тока в цепи пропорционально разности температур между спаями: I∼∣ta−tb∣.
Рассчитаем разность температур для двух случаев:
— В исходном случае (нагрев): Δt1=tпламени−tкомн. Принимая минимальную температуру пламени 350 °C и комнатную 20 °C, получаем Δt1≈350−20=330 °C.
— В случае охлаждения: Δt2=tкомн−tльда. Получаем Δt2≈20−(−78,5)=98,5 °C.
Сравнение показывает, что разность температур при охлаждении спая a сухим льдом (98,5 °C) существенно меньше, чем при его нагревании спиртовкой (от 330 °C до 880 °C).
3. Вывод: Так как разность температур уменьшится, сила тока в цепи также уменьшится. А из-за смены "горячего" и "холодного" спаев ток потечёт в обратном направлении.
Ответ: Направление тока изменится на противоположное, а сила тока уменьшится.
Источник: ФИПИ