1. В сосуды налили воду и ацетон при одинаковой температуре. При измерении температуры через некоторое время температура ацетона оказалась ниже, чем температура воды. Объясните почему?
2. Почему при морозе на стёклах окон лёд появляется с внутренней стороны?
3. Почему на берегу реки, когда замерзает вода в реке, теплее?
4. Почему бронзовый век в истории предшествовал железному?
5. Почему, когда жарко, собака высовывает язык?
6. Почему в тропиках листья растений крупные, а в пустыне или мелкие, или колючки?
7. Конструкторы космических кораблей предложили покрывать поверхность спускаемого отсека корабля легкоплавким сплавом. Зачем?
8. Какой эксперимент подтверждает, что внутренняя энергия 1 кг льда меньше внутренней энергии 1 кг воды?

1. Почему температура ацетона через некоторое время оказалась ниже, чем температура воды?

Ацетон испаряется намного быстрее воды. При испарении с поверхности жидкости уходят самые быстрые и энергичные молекулы, поэтому оставшиеся молекулы имеют меньшую среднюю энергию движения. В результате внутренняя энергия жидкости уменьшается и ее температура падает. Так как ацетон летучее вещество, он быстрее испаряется и сильнее охлаждается, чем вода.

2. Почему при морозе на стеклах окон лед появляется с внутренней стороны?

Воздух внутри помещения содержит водяной пар. Когда теплый влажный воздух соприкасается с холодным стеклом, его температура резко снижается. Водяной пар превращается сначала в воду, а затем при отрицательной температуре стекла замерзает. Поэтому лед образуется именно с внутренней стороны окна. Снаружи воздух обычно холодный и содержит меньше водяного пара, поэтому наледь возникает реже.

3. Почему на берегу реки, когда замерзает вода в реке, теплее?

При замерзании вода выделяет большое количество теплоты. Когда температура воды опускается до точки замерзания, при превращении жидкой воды в лед выделяется скрытая теплота кристаллизации. Эта энергия передается окружающему воздуху, поэтому возле замерзающей реки становится теплее.

4. Почему бронзовый век в истории предшествовал железному?

Бронзовый век наступил раньше железного, потому что бронзу было легче получать и обрабатывать. Бронза — это сплав меди и олова, который плавится при более низкой температуре, чем железо, и для ее изготовления требовались менее сложные технологии.

Железо распространено в природе, но его получение требует более высокой температуры и сложных способов выплавки из руды. Поэтому люди научились широко использовать железо только после развития более совершенных печей и технологий.

5. Почему, когда жарко, собака высовывает язык?

У собак почти нет потовых желез, поэтому они плохо охлаждают тело через потоотделение. Когда собаке жарко, она высовывает язык и часто дышит. Влага с поверхности языка испаряется, а при испарении поглощается теплота. Это помогает охладить кровь и снизить температуру тела.

6. Почему в тропиках листья растений крупные, а в пустыне листья маленькие или превращены в колючки?

В тропиках много воды и высокая влажность воздуха, поэтому растения могут иметь большие листья. Большая поверхность листа помогает лучше поглощать солнечный свет и активно проводить фотосинтез.

В пустынях воды мало, а через большие листья растение теряло бы слишком много влаги при испарении. Поэтому у пустынных растений листья становятся маленькими или превращаются в колючки. Это уменьшает площадь испарения и помогает сохранять воду.

7. Зачем поверхность спускаемого отсека космического корабля покрывать легкоплавким сплавом?

При возвращении космического корабля в атмосферу корпус сильно нагревается из-за трения о воздух. Легкоплавкий сплав при нагревании плавится и частично испаряется, забирая большое количество теплоты. Это защищает внутренние части корабля и людей от перегрева.

8. Какой эксперимент подтверждает, что внутренняя энергия 1 кг льда меньше внутренней энергии 1 кг воды?

Можно провести такой опыт: взять 1 кг льда при температуре 0 °C и 1 кг воды при температуре 0 °C. Если оставить их в одинаковых условиях, лед начнет получать теплоту из окружающей среды и плавиться. После полного превращения льда в воду температура останется 0 °C, но внутренняя энергия полученной воды будет больше, потому что на плавление была затрачена теплота.

Этот эксперимент показывает, что вода при той же температуре имеет большую внутреннюю энергию, чем лед.