Тест по физике 8 класс: конвекция

Что нужно знать

Конвекция — это способ теплопередачи, при котором энергия переносится потоками жидкости или газа. При нагревании жидкость или газ обычно расширяются, их плотность уменьшается, поэтому нагретые слои поднимаются вверх, а более холодные и плотные опускаются вниз. Так возникают конвекционные потоки, которые обеспечивают перенос тепла. Конвекция происходит в жидкостях и газах, но невозможна в твёрдых телах. Различают естественную конвекцию, возникающую из-за разности температур и плотности, и вынужденную конвекцию, создаваемую внешними устройствами, например вентилятором или насосом. Количество теплоты, переданное при нагревании вещества, можно вычислить по формуле Q = c · m · (t₂ − t₁), где Q — количество теплоты (Дж), c — удельная теплоёмкость (Дж/(кг·°C)), m — масса вещества (кг), t₂ − t₁ — изменение температуры (°C). Например, при отоплении комнаты тёплый воздух от батареи поднимается вверх, а холодный опускается к полу, благодаря чему воздух постепенно прогревается. Типичная ошибка учеников — считать, что конвекция происходит в твёрдых телах или что тепло при конвекции переносится без перемещения вещества.

Тест: 11 вопросов

Выберите ответ в каждом вопросе и нажмите «Проверить ответы» — появятся правильные ответы и пояснения.

  1. 1. Что называют конвекцией?

    • Передачу тепла посредством электромагнитных волн
    • Передачу тепла от частицы к частице без переноса вещества
    • Передачу тепла потоками жидкости или газа
    • Изменение температуры тела при совершении механической работы
    При конвекции тепло переносится движущимися слоями жидкости или газа. Вещество при этом перемещается вместе с тепловой энергией.
  2. 2. В каких веществах возможна конвекция?

    • Во всех веществах независимо от их агрегатного состояния
    • Только в твёрдых телах
    • Только в вакууме
    • В жидкостях и газах
    Для конвекции необходимо перемещение потоков вещества. Жидкости и газы могут свободно перемещаться, а твёрдые тела сохраняют свою форму.
  3. 3. Почему нагретый воздух поднимается вверх?

    • При нагревании его плотность обычно уменьшается
    • При нагревании его плотность увеличивается
    • На нагретый воздух перестаёт действовать сила тяжести
    • Нагретый воздух превращается в вакуум
    Нагретый воздух расширяется и становится менее плотным, чем окружающий холодный воздух. Поэтому он поднимается вверх.
  4. 4. Как называется конвекция, возникающая самостоятельно из-за разности температур и плотности?

    • Излучение
    • Естественная конвекция
    • Вынужденная конвекция
    • Теплопроводность
    Естественная конвекция возникает без работы специальных устройств. Её причиной является движение нагретых и охлаждённых слоёв жидкости или газа.
  5. 5. Какой пример является проявлением конвекции?

    • Нагревание металлической пластины при соприкосновении с горячим утюгом
    • Нагревание металлической ложки в горячем чае
    • Подъём тёплого воздуха от батареи отопления к потолку
    • Нагревание Земли солнечными лучами
    Тёплый воздух от батареи становится менее плотным и поднимается вверх. Это пример естественной конвекции.
  6. 6. Какой физической величиной измеряется количество теплоты?

    • Массой, измеряемой в килограммах
    • Мощностью, измеряемой в ваттах
    • Температурой, измеряемой в градусах Цельсия
    • Энергией, измеряемой в джоулях
    Количество теплоты является мерой энергии, переданной при тепловом процессе. В системе СИ оно измеряется в джоулях (Дж).
  7. 7. Как называется конвекция, возникающая под действием вентилятора или насоса?

    • Вынужденная конвекция
    • Теплопроводность
    • Естественная конвекция
    • Тепловое излучение
    При вынужденной конвекции движение жидкости или газа создаётся внешним устройством, например вентилятором или насосом.
  8. 8. Почему при нагревании воды в кастрюле снизу вода прогревается по всему объёму?

    • Холодная вода поднимается вверх, а горячая опускается вниз
    • Нагретая вода поднимается вверх, а более холодная опускается вниз
    • Вода нагревается одновременно во всех точках без движения
    • Вода передаёт тепло только путём излучения
    Нагретая вода становится менее плотной и поднимается, уступая место более холодной воде. Так образуются конвекционные потоки.
  9. 9. Какое количество теплоты необходимо для нагревания 2 кг воды на 10 °C? Удельная теплоёмкость воды равна 4200 Дж/(кг·°C).

    • 840 000 Дж
    • 8 400 Дж
    • 84 000 Дж
    • 42 000 Дж
    Используем формулу Q = c · m · Δt. Q = 4200 · 2 · 10 = 84 000 Дж.
  10. 10. Какое количество теплоты получит 1 кг воды при нагревании от 20 °C до 30 °C? Удельная теплоёмкость воды равна 4200 Дж/(кг·°C).

    • 84 000 Дж
    • 420 000 Дж
    • 4 200 Дж
    • 42 000 Дж
    Изменение температуры Δt = 30 − 20 = 10 °C. Q = c · m · Δt = 4200 · 1 · 10 = 42 000 Дж.
  11. 12. Какое количество теплоты нужно передать 2 кг воды, чтобы нагреть её от 15 °C до 25 °C? Удельная теплоёмкость воды равна 4200 Дж/(кг·°C).

    • 84 000 Дж
    • 21 000 Дж
    • 42 000 Дж
    • 168 000 Дж
    Изменение температуры Δt = 25 − 15 = 10 °C. По формуле Q = c · m · Δt получаем Q = 4200 · 2 · 10 = 84 000 Дж.