Номер 9, страница 7 - гдз по физике 7 класс тесты Шабусов, Батурчик

9. Алиса провела эксперимент, в котором измеряла температуру воды в чайнике через равные промежутки времени. Результаты измерений она представила на графике. Выберите гипотезу, которую можно предложить по результатам эксперимента:

а) температура воды не изменяется в ходе эксперимента;

б) температура воды уменьшается в ходе эксперимента;

в) температура воды увеличивается в ходе эксперимента;

г) температура воды сразу увеличивается, а потом уменьшается;

д) температура изменяется быстрее в начале процесса.

Зависимость температуры воды от времени

Решение

Для выбора верной гипотезы проанализируем предоставленный график зависимости температуры воды от времени и последовательно рассмотрим каждый из предложенных вариантов ответа.

График представляет собой набор точек, показывающих температуру воды в определённые моменты времени. По горизонтальной оси отложено время в минутах (мин), а по вертикальной — температура в градусах Цельсия (°С). Общая тенденция, видимая на графике, — это повышение температуры с течением времени.

а) температура воды не изменяется в ходе эксперимента;

Эта гипотеза неверна. Мы видим, что в начальный момент времени ($t=0$ мин) температура была около 20 °С, а в конце эксперимента ($t=120$ мин) она достигла 100 °С. Температура очевидно изменялась.

б) температура воды уменьшается в ходе эксперимента;

Эта гипотеза неверна. График наглядно демонстрирует, что с увеличением времени (движение вправо по горизонтальной оси) точки, соответствующие температуре, располагаются всё выше по вертикальной оси. Это означает, что температура росла.

в) температура воды увеличивается в ходе эксперимента;

Эта гипотеза верна. Как уже было отмечено, на всём протяжении эксперимента от 0 до 120 минут температура воды последовательно возрастает. Это подтверждается расположением точек на графике.

г) температура воды сразу увеличивается, а потом уменьшается;

Эта гипотеза неверна. На графике нет участков, где бы температура понижалась. Процесс является монотонным ростом температуры.

д) температура изменяется быстрее в начале процесса.

Чтобы проверить эту гипотезу, необходимо сравнить скорость изменения температуры (скорость нагрева) на разных временных интервалах. Скорость нагрева можно оценить как отношение изменения температуры $ \Delta T $ к прошедшему времени $ \Delta t $.
1. В начале эксперимента, например, за первые 20 минут (от $t=0$ мин до $t=20$ мин):
$ \Delta T_1 \approx 48 \text{ °С} - 20 \text{ °С} = 28 \text{ °С} $
$ \Delta t_1 = 20 \text{ мин} $
Средняя скорость нагрева на этом участке: $ v_1 = \frac{\Delta T_1}{\Delta t_1} \approx \frac{28 \text{ °С}}{20 \text{ мин}} = 1.4 \text{ °С/мин} $.
2. В конце эксперимента, например, за последние 20 минут (от $t=100$ мин до $t=120$ мин):
$ \Delta T_2 \approx 100 \text{ °С} - 97 \text{ °С} = 3 \text{ °С} $
$ \Delta t_2 = 20 \text{ мин} $
Средняя скорость нагрева на этом участке: $ v_2 = \frac{\Delta T_2}{\Delta t_2} \approx \frac{3 \text{ °С}}{20 \text{ мин}} = 0.15 \text{ °С/мин} $.
Сравнивая полученные скорости ($1.4 \text{ °С/мин} > 0.15 \text{ °С/мин}$), мы видим, что в начале процесса вода нагревалась значительно быстрее, чем в конце. Визуально это отражается в том, что наклон графика вначале крутой, а затем становится всё более пологим. Следовательно, эта гипотеза также верна.

Таким образом, мы имеем две верные гипотезы: в) и д). Однако гипотеза д) предоставляет более детальное и полное описание наблюдаемого процесса, указывая не просто на факт роста температуры, а на характер этого роста (замедление со временем). В физических задачах на анализ графиков часто требуется выбрать наиболее точное и информативное утверждение. Поэтому гипотеза д) является предпочтительной.

Ответ: д) температура изменяется быстрее в начале процесса.