Тест по физике 8 класс: внутренняя энергия

Что нужно знать

Внутренняя энергия тела — это сумма кинетической энергии движения частиц, из которых состоит тело, и потенциальной энергии их взаимодействия. Внутренняя энергия зависит от температуры тела, его массы и агрегатного состояния. Чем выше температура тела, тем быстрее в среднем движутся его частицы и тем больше его внутренняя энергия при прочих равных условиях. Изменить внутреннюю энергию можно двумя способами: совершением работы и теплопередачей. Теплопередача происходит без совершения механической работы и может осуществляться теплопроводностью, конвекцией и излучением. При нагревании внутренняя энергия тела увеличивается, а при охлаждении — уменьшается. Количество теплоты обозначается Q и измеряется в джоулях (Дж); при нагревании или охлаждении без изменения агрегатного состояния его можно вычислить по формуле Q = c · m · (t2 − t1), где c — удельная теплоёмкость вещества (Дж/(кг·°C)), m — масса тела (кг), t1 и t2 — начальная и конечная температуры (°C). Например, при нагревании металлической ложки в горячем чае её внутренняя энергия увеличивается благодаря теплопередаче. Типичная ошибка учеников — считать, что внутренняя энергия тела равна только энергии движения частиц, забывая об энергии их взаимодействия.

Тест: 12 вопросов

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

  1. 1. Что называют внутренней энергией тела?

    • Только энергию взаимодействия тела с окружающей средой
    • Сумму массы тела и его температуры
    • Только кинетическую энергию движения тела как целого
    • Сумму кинетической энергии движения частиц и потенциальной энергии их взаимодействия
    Внутренняя энергия включает кинетическую энергию хаотического движения частиц и потенциальную энергию их взаимодействия.

  2. 2. В каких единицах измеряется внутренняя энергия тела в СИ?

    • В джоулях (Дж)
    • В килограммах (кг)
    • В градусах Цельсия (°C)
    • В ваттах (Вт)
    Внутренняя энергия является физической величиной, характеризующей энергию тела, поэтому в СИ измеряется в джоулях.

  3. 3. Какими двумя основными способами можно изменить внутреннюю энергию тела?

    • Изменением цвета и формы тела
    • Теплопередачей и совершением работы
    • Только изменением массы тела
    • Только изменением объёма тела
    Внутренняя энергия изменяется при передаче теплоты или при совершении работы над телом либо самим телом.

  4. 4. Как изменяется внутренняя энергия металлической детали, если её нагревают в пламени горелки?

    • Уменьшается вследствие теплопередачи
    • Не изменяется, поскольку масса детали постоянна
    • Увеличивается вследствие теплопередачи
    • Становится равной нулю
    При нагревании частицы металла движутся интенсивнее, поэтому внутренняя энергия детали увеличивается.

  5. 5. Как изменяется внутренняя энергия проволоки при её нагревании вследствие трения о наждачную бумагу?

    • Не изменяется, поскольку тепло не передаётся
    • Уменьшается в результате совершения работы
    • Уменьшается из-за увеличения скорости движения частиц
    • Увеличивается в результате совершения работы
    При трении механическая работа приводит к увеличению внутренней энергии проволоки, и она нагревается.

  6. 6. Какой пример иллюстрирует изменение внутренней энергии тела без теплопередачи, за счёт совершения работы?

    • Нагревание воздуха при быстром сжатии в насосе
    • Охлаждение горячего чая в комнате
    • Нагревание воды на электрической плите
    • Нагревание земли солнечными лучами
    При быстром сжатии над воздухом совершается работа, вследствие чего его внутренняя энергия увеличивается.

  7. 7. Какое утверждение о внутренней энергии двух одинаковых по массе тел из одного вещества верно, если первое тело имеет более высокую температуру, чем второе?

    • Внутренние энергии тел обязательно одинаковы
    • Внутренняя энергия первого тела больше
    • Внутренняя энергия первого тела равна нулю
    • Внутренняя энергия первого тела меньше
    У одинаковых по массе тел из одного вещества более высокая температура означает большую среднюю кинетическую энергию частиц и, следовательно, большую внутреннюю энергию.

  8. 8. Какое количество теплоты необходимо для нагревания 2 кг воды на 10 °C? Удельная теплоёмкость воды равна 4200 Дж/(кг·°C).

    • 8 400 Дж
    • 42 000 Дж
    • 84 000 Дж
    • 840 000 Дж
    Используем формулу Q = c · m · Δt. Q = 4200 · 2 · 10 = 84 000 Дж.

  9. 9. Какое количество теплоты выделится при охлаждении 1 кг воды от 80 °C до 30 °C? Удельная теплоёмкость воды равна 4200 Дж/(кг·°C).

    • 21 000 Дж
    • 168 000 Дж
    • 420 000 Дж
    • 210 000 Дж
    Количество выделившейся теплоты Q = c · m · (t1 − t2). Q = 4200 · 1 · (80 − 30) = 210 000 Дж.

  10. 10. На сколько градусов нагреется алюминиевая деталь массой 2 кг, если ей передать 18 000 Дж теплоты? Удельная теплоёмкость алюминия равна 900 Дж/(кг·°C).

    • 10 °C
    • 20 °C
    • 5 °C
    • 40 °C
    Из формулы Q = c · m · Δt получаем Δt = Q / (c · m). Δt = 18 000 / (900 · 2) = 10 °C.

  11. 11. Какое количество теплоты требуется для нагревания 500 г воды от 20 °C до 40 °C? Удельная теплоёмкость воды равна 4200 Дж/(кг·°C).

    • 4 200 Дж
    • 42 000 Дж
    • 21 000 Дж
    • 84 000 Дж
    Переведём массу в СИ: 500 г = 0,5 кг. Q = c · m · (t2 − t1) = 4200 · 0,5 · (40 − 20) = 42 000 Дж.

  12. 12. Какое утверждение правильно описывает внутреннюю энергию тела при его охлаждении без изменения агрегатного состояния?

    • Внутренняя энергия становится отрицательной
    • Внутренняя энергия увеличивается
    • Внутренняя энергия уменьшается
    • Внутренняя энергия обязательно остаётся постоянной
    При охлаждении средняя кинетическая энергия хаотического движения частиц уменьшается, поэтому внутренняя энергия тела становится меньше.
Тесты по физике 8 класс