Номер 4, страница 11 - гдз по физике 8 класс учебник Исаченкова, Громыко

4. График зависимости температуры наружного воздуха от времени суток представлен на рисунке 12. В какое время суток внутренняя энергия забытых на улице коньков изменялась наиболее сильно?

Рис. 12

Решение

Внутренняя энергия макроскопического тела, такого как коньки, напрямую зависит от его температуры. Изменение внутренней энергии $\Delta U$ прямо пропорционально изменению абсолютной температуры $\Delta T$. Чем быстрее изменяется температура тела, тем быстрее изменяется и его внутренняя энергия.

В задаче требуется определить, в какой промежуток времени внутренняя энергия коньков изменялась наиболее сильно. Это соответствует промежутку времени, где скорость изменения температуры была максимальной по абсолютной величине. На представленном графике зависимости температуры $t$ от времени $\tau$ скорость изменения температуры определяется крутизной (наклоном) графика.

Проанализируем график, разбив его на три временных интервала:

1. Интервал от 0 ч до 8 ч:Температура линейно возрастает с $-3 \text{°C}$ до $3 \text{°C}$. Изменение температуры за этот период составляет $\Delta t_1 = 3 - (-3) = 6 \text{°C}$. Длительность интервала $\Delta \tau_1 = 8 - 0 = 8$ ч. Скорость изменения температуры равна $v_1 = \frac{\Delta t_1}{\Delta \tau_1} = \frac{6 \text{°C}}{8 \text{ ч}} = 0.75 \frac{\text{°C}}{\text{ч}}$.

2. Интервал от 8 ч до 16 ч:Температура постоянна и равна $3 \text{°C}$. График на этом участке представляет собой горизонтальную линию. Изменение температуры равно нулю, следовательно, скорость изменения температуры $v_2 = 0$. Внутренняя энергия коньков в это время не изменяется.

3. Интервал от 16 ч до 24 ч:Температура линейно убывает с $3 \text{°C}$ до $0 \text{°C}$. Изменение температуры за этот период составляет $\Delta t_3 = 0 - 3 = -3 \text{°C}$. Длительность интервала $\Delta \tau_3 = 24 - 16 = 8$ ч. Скорость изменения температуры равна $v_3 = \frac{\Delta t_3}{\Delta \tau_3} = \frac{-3 \text{°C}}{8 \text{ ч}} = -0.375 \frac{\text{°C}}{\text{ч}}$.

Чтобы найти, когда изменение было наиболее сильным, нужно сравнить модули (абсолютные значения) скоростей изменения температуры на всех участках:

$|v_1| = |0.75| = 0.75 \frac{\text{°C}}{\text{ч}}$

$|v_2| = |0| = 0 \frac{\text{°C}}{\text{ч}}$

$|v_3| = |-0.375| = 0.375 \frac{\text{°C}}{\text{ч}}$

Сравнивая полученные значения, видим, что $|v_1| > |v_3| > |v_2|$. Следовательно, наиболее быстрый рост температуры, а значит и наиболее сильное изменение внутренней энергии коньков, происходил в промежутке времени от 0 до 8 часов.

Ответ:Наиболее сильно внутренняя энергия коньков изменялась в промежутке времени от 0 до 8 часов.