Игровой проект по теме МКТ 10 класс

Приложение
Игровой проект по теме
“МКТ” и “Термодинамика”
1. Отборочный тур (проводится между
командами класса)
- - - 27 вопросов
2. Финальный тур (проводится среди
десятых классов между командамипобедителями отборочного тура)
- - - 23 вопроса
3. Игра со зрителями
- - - 3 вопроса
1(1) В каком месте происходит повышение температуры воды водопада?
(Нагревание падающей воды происходит при ударе ее о дно и воду около основания водопада).
2(1) Почему при распиливании дерева пила нагревается до более высокой
температуры, чем дерево?
(Теплоемкость пилы меньше, а теплопроводность пилы больше,
чем у дерева).
3(1) Сливки на молоке быстрее отстаиваются в холодном помещении. Почему? (Вследствие ослабления броуновского движения капелек масла).
4(1) Почему от горячих поленьев с треском отскакивают искры?
(Воздух, содержащийся в дереве, при нагревании расширяется и
разрывает волокна дерева. При этом слышен треск, и частички
угля (искры) отскакивают от полена).
5(1) Когда зимой скорее сохнет белье: в морозную погоду или в оттепель?
Почему?
(Белье быстрее сохнет в морозную погоду из-за относительно небольшой влажности воздуха).
6(1) Почему в медицинских термометрах используют ртуть, а не спирт (хотя известно, что испарения ртути ядовиты).
(Большая теплопроводность ртути, по сравнению со спиртом, сокращает время измерения температуры больного).
7(1) Когда лед может быть нагревателем?
(Когда другое тело имеет температуру ниже температуры льда).
8(1) Иногда из водопроводного крана вода вытекает белая, будто молоко.
Чем это объясняется?
(Воздух растворяется в воде тем лучше, чем больше давление и
ниже температура. Когда вода вытекает наружу, часть растворенного воздуха выделяется в виде огромного количества мелких пузырьков, и вода принимает молочно – белый цвет).
9(1) Какое значение имеет для организма выделение пота?
(Выделение пота и испарение его предохраняет организм от пере-
грева).
10(1) Будет ли кипеть вода в стакане, плавающем в сосуде, в котором кипит вода?
(В первом сосуде вода кипит при 100 ºС. Поэтому из внешнего
сосуда во внутренний переходит энергия, не достаточная для кипения).
11(1) В чем отличие между упругостью газа и упругостью пружины?
(В газе возникают силы отталкивания между молекулами, а в
пружине сила упругости).
12(1) Можно ли обычным ртутным термометром измерить температуру
одной капли горячей воды?
(Нельзя, потому что температура капли сильно изменится при
этом).
13(1) Из сырого дерева выточили два шара. Поверхность одного из них покрыли лаком. Почему шар, поверхность которого не покрыли лаком, через
некоторое время растрескался?
(Через пленку лака, покрывающего шар, пары воды диффундируют медленнее. И дерево просыхает равномерно по всей толще,
и шар не растрескивается).
14(1) Теплый воздух поднимается кверху. Почему же в трапосфере внизу
теплее, чем вверху?
(Атмосферный воздух, поднимаясь вверх, расширяется и охлаждается).
15(1) Объясните явление, выражаемое словами «Дым тает в воздухе».
(Частички дыма, участвуя в броуновском движении, удаляются
друг от друга. Объем, занимаемый дымом, увеличивается, а
плотность дыма уменьшается).
16(1) Почему медицинские грелки наполняют горячей водой, а не горячим
воздухом?
(Воздух обладает меньшей удельной теплоемкостью, чем вода,
поэтому воздушная грелка быстрее остывает. А от холодной
грелки какая польза?).
17(1) Почему многие вещи, высыхая, коробятся (например: бумага, кожа,
дерево)?
(Одна поверхность вещей сохнет скорее, чем другая, вследствие
этого быстрее сжимается).
18(1) «Падающими звездами» называют метеориты, падающие на Землю.
Можно ли наблюдать «падение звезд» на Луне?
(Нет, так как на Луне нет атмосферы. Ведь только благодаря
плотной атмосфере Земли, сгорают почти все падающие метеориты).
19(1) Для варки клея устраивают сосуд с двойными стенками, между которыми наливают воду. Зачем это делают?
(Чтобы не нагреть клей выше 100ºС, а то он загустеет).
20(1) Запуск ИСЗ показал, что «температура» воздуха на высоте 1000 км
достигает несколько тысяч градусов. Почему же не расплавился железный
спутник, ведь его температура плавления 1520ºС?
(Вследствие большой разреженности, воздух не может передавать спутнику то количество теплоты, которое необходимо для
его плавления).
21(1) Свежеиспеченный хлеб весит больше, чем тот же хлеб остывший.
Почему?
(Когда хлеб черствеет, часть влаги испаряется и вес хлеба становится меньше. Пусть на чуть-чуть, но меньше).
22(1) Чтобы уничтожить облачность, самолеты рассеивают в воздухе твердую углекислоту. В чем состоят физические основы метода образования
чистого неба?
(На твердой углекислоте образуются кристаллики льда. Они
быстро растут. И выпадает снег, или идет дождь).
23(1) Иногда из бутылки, наполненной газированной водой, вылетает
пробка, если бутылка поставлена в теплое место. Почему?
(При нагревании углекислого газа, содержащего в воде, давление
его возрастает. Увеличивается и сила давления на пробку. Когда
она становится больше, чем сила трения пробки о стекло, пробка
выскакивает).
24(1) Почему зимой оконные стекла потеют, если в комнате много людей?
(Повышается содержание водяного пара в воздухе, и он близок к
насыщенному. Достаточно небольшого охлаждения, чтобы пар
сконцентрировался).
25(1) Объясните, почему белье скорее просыхает на чердаке при открытых
слуховых окнах, чем в комнате, даже жарко натопленной?
(Ветер уносит водяной пар, образующийся над бельем, и этим
увеличивает скорость его высыхания).
26(1) Оба термометра в психрометре показывают одинаковую температуру. Какова относительная влажность воздуха?
(Или 100% , или в «мокрый» термометр забыли налить воды).
27(1) Почему в летнее время осадки выпадают обычно в виде дождя или
града, но не снега?
(Летом температура высокая, и кристаллики льда, образующиеся
в верхних слоях атмосферы, падая, тают и достигают земли в виде дождя. Иногда снежинки не успевают растаять и падают в виде града).
28(2) Однажды в очень жаркий день я решил охладить свою комнату. Ни
кондиционера, ни вентилятора не было. Тогда я открыл дверцу холодильника. Преуспел ли я в охлаждении комнаты?
(Открыв дверцу холодильника, вы на мгновение можете чуть понизить температуру в комнате. Однако затем включится холодильная система. Мотор и радиатор выделяют больше тепла, чем
его поглощает выходящий из холодильника холодный воздух. И в
комнате станет еще жарче).
29(2) Почему у глубоководных рыб плавательный пузырь выходит через
рот наружу, если их извлечь из воды?
(У этих рыб внутреннее давление газов больше атмосферного.
Поэтому в воздухе раздувающийся плавательный пузырь не
умещается в теле рыбы и выходит через рот наружу).
30(2) Почему больных, чтобы облегчить им боль, порой растирают метиловым спиртом? Почему для этой цели не применяют просто воду?
(Если водяной слой покрывает вашу кожу, то энергия для его испарения отбирается у вашего тела, и вы ощущаете прохладу.
Спирт испаряется быстрее воды и скорее охлаждает кожу).
31(2) Когда вы измеряете температуру, тепло вашего тела заставляет ртуть
в градуснике расширяться. Почему сужение в трубке не дает упасть столбику ртути после того, как вы измерили температуру? Ведь при расширении ртуть прошла через сужение.
(Диаметр сужения настолько мал, что ртуть проходит через него
только под давлением, которое возникает либо в результате теплового расширения ртути, либо под действием силы при встряхивании. При остывании ртуть в месте сужения разрывается, так
как силы притяжения молекул малы и не могут втянуть ртуть
назад).
32(2) Моя бабушка ставит большой таз с водой в погребе рядом с овощами, чтобы предохранить их от мороза. Как соседство с водой может спасти
овощи?
(Сосуд, наполненный водой, служит резервуаром тепла. Когда в
нем начинает образовываться лед, высвобождается довольно
большое количество тепла, благодаря чему дальнейшее охлаждение помещения задерживается).
33(2) Обращали ли вы внимание на облако тумана, которое появляется у
горлышка бутылки с охлажденным лимонадом или шампанским сразу, как
только ее открывают? Чем это объясняется?
(Когда открывают бутылку, сжатый газ в ней быстро расширяется. Резко увеличивается процесс выделения газа и температура
жидкости понижается. Поэтому содержащийся в газе водяной пар
частично конденсируется в виде тумана).
34(2) Последователи японской религии Синто иногда подвергают себя испытанием кипящей водой. Участник подходит к огромному котлу с кипящей водой. Резким движением погружает в него две связки прутьев и,
взметнув их вверх, осыпает себя горячим дождем. И так продолжается, пока котел не опустеет. Когда облака пара рассеивались, все видели невредимого человека. Это подтверждает всемогущество Синто. Почему же вода не сжигает кожу?
(Когда человек подбрасывает воду вверх, она разбивается на капли, которые успевают быстро охладиться (из-за увеличения своей
площади испарения). Ко всему участник испытания обязательно
потеет и пот защищает его от горячих капель вследствие диффу-
зии жидкостей).
35(2) Как предохранить воду от испарения при хранении в открытом сосуде?
(На поверхность воды надо налить слой масла, которое медленно
испаряется).
36(2) Жители Севера знают, что свежезамерзший морской лед слишком
соленый, чтобы растапливать его на воду; для этой цели хорош только старый многолетни лед. Почему соленость замерзшей воды уменьшается со
временем и почему она уменьшается скорее в теплые месяцы?
(Соляной раствор в глыбах льда заключен в своеобразные ячейки,
которые перемещаются вниз под действием силы тяжести в сторону где теплее. А внизу всегда теплее, так как льдина либо плавает в океане, либо лежит на земле (а океан и земля теплее льдины). Поэтому ячейки перемещаются вниз и со временем выходят
из нее).
37(2) На улице моросит холодный осенний дождь. В комнате развешено
белье. Высохнет ли белье быстрее, если открыть форточку?
(Да. Пар насыщенный и на улице, и в комнате, но давление пара
выше в комнате, так как температура выше, а раз давление выше,
следовательно испарение будет проходить медленнее).
38(2) С давних пор по неведомым причинам предпочтение отдается чугунным сковородкам перед стальными. Все повара в один голос клянутся, что
в чугунной посуде пища прожаривается более равномерно и меньше пригорает. Есть ли этому какое-то физическое обоснование?
(У толстых чугунных сковородок и кастрюль дно прогревается
более равномерно, чем у современных, сделанных из тонкой стали. У тонкой стали участки над огнем прогревается сильнее, и
пища подгорает).
39(2) Почему в холодной атмосфере виден выдыхаемый нами пар?
(При охлаждении пар конденсируется в виде тумана).
40(2) Если вам когда-нибудь приходилось ухаживать за садом, то вы,
наверное, обращали внимание на то, что весной в саду неизвестно откуда
появляется огромное количество камней. Камни имеют большую плотность, чем почва, и поэтому должны постепенно опускаться, а не подниматься. Как это происходит?
(Камни «вылезают» на поверхность в результате чередующихся
процессов замерзания и подтаивания земли. Когда земля промерзает, граница льда в почве опускается. Если на границе попался
камень, то он быстрее остывает, чем окружающая его земля. К
нижней части камня будет примерзать вода и вследствие расширения льда при замерзании камень будет выталкиваться вверх
сильнее, чем земля. Когда земля подтает, почка закрепляет положение камня, затем циклы повторяются).
41(2) Капля воды, попав на раскаленную плиту, начинает на ней прыгать.
Почему?
(Раскаленная плита, нагревая поверхность капли, образует вокруг
нее оболочку пара. Этот пар подбрасывает каплю вверх).
42(2) Когда было закончено строительство тоннеля под Темзой в Лондоне
городские власти решили отметить это событие в самом тоннеле. Но там, к
сожалению, шампанское показалось им лишенным обычной игристости.
Зато, когда они поднялись на поверхность, вино забурлило у них в желудках и едва не запенилось из ушей. Несколько чиновников пришлось срочно
спустить обратно. Как объяснить это случившееся?
(На дне туннеля давление выше атмосферного и часть углекислого газа осталась в растворе. И когда гости поднялись на поверхность, газ начал выходить из раствора и чтобы замедлить этот
процесс им пришлось спуститься назад).
43(2) Во многих местах, где пока еще разрешается разводить костры, запрещают разводить их днем. Как это можно объяснить?
(Прохладным вечером горячий дым и газы лучше поднимаются
вверх, чем днем, когда достаточно тепло. Очевидно!).
44(2) Как быстрее поджарить большой кусок мяса в духовке? Можно
обычным способом, положив его на противень. Однако в США продается
специальное приспособление, предназначенное для этой цели. Оно представляет собой закрытую с обоих концов трубку, внутри которой проходит
смоченный водой фильтр. Почему такая трубка в 100 раз лучше проводит
тепло, из-за чего в 2 раза сокращается время жарки?
(Широкий конец прибора согревается теплом духовки, и вода, заключенная внутри трубки, нагревается и превращается в пар. Горячий пар поднимается в верхний конец трубки, на который
насажен относительно холодный кусок мяса. Здесь пар конденсируется отдавая тепло мясу, а вода стекает вниз, и цикл начинается
сначала. Ведь удельная теплота парообразования в 100 раз больше удельной теплоемкости железа).
45(2) При заваривании кофе температура воды должна быть около 100 ºС,
но вода не должна при этом кипеть. Предложите способы, позволяющие
осуществить указанное действие при соблюдении этих двух условий.
(Надо кофейник, в котором заваривается кофе, поместить в кастрюлю в которой кипит вода).
46(2) В холодных странах, таких, как Канада или Исландия, хорошо известно, что горячая вода, выставленная в мороз на улицу, замерзает скорее, чем холодная. Это парадокс, но факт. Попытайтесь объяснить, почему
так выходит?
(Главным фактором является испарение. Если одинаковые массы
горячей и холодной воды выставить на мороз в открытых сосудах, то более сильное испарение горячей воды приведет к тому,
что ее масса уменьшится скорее. В результате эта вода будет
остывать быстрее).
47(2) В запаянной с обоих концов U-образной трубке вода в обоих коленах
оказалась на одном уровне при разных наклонах трубки. При каком усло-
вии это может быть?
(Это может быть, если воздух из трубки откачен).
48(2) Парообразование при кипении происходит при постоянной температуре, а парообразование при испарении – с понижением температуры. Чем
обусловлена такая разница?
(В первом случае парообразование происходит за счет энергии
нагревателя, во втором – за счет внутренней энергии тела).
49(2) Почему водопроводные трубы иногда лопаются зимой? Если вода
всего лишь намерзает на внутренние стенки трубы, то труба не испытывает
большой нагрузки и, казалось бы, лопаться не должна. Кроме того, труба
обычно лопается не там, где намерзает лед. Так почему же разрываются
трубы?
(Вначале лед образуется на стенках трубы, а затем нарастает по
радиусу внутрь до тех пор, пока ледяная пробка не перекроет
трубу. Как только это случилось, расширение замерзающей воды
в пространстве между пробкой и краном приводит к сильному
повышению давления в трубе, и если кран закрыт, то труба разрывается).
50(2) Почему мы не получаем ожога, если кратковременно касаемся горячего утюга мокрым пальцем?
(Утюг в месте, где касается палец, охлаждается, так как расходуется некоторое количество тепла на испарение).
51(3) Как изменяется сила, выталкивающая из воды воздушный пузырек,
когда он поднимается со дна водоема на поверхность?
(F=gV, чем больше объем пузырька, тем больше сила Архимеда,
а объем увеличивается, так как уменьшается давление воды на
пузырек при всплытии его на поверхность).
52(3) Влияет ли ветер на показание термометра?
(Ветер – это движение воздуха. Если температура движущегося
воздуха всегда одинакова и термометр сухой, то ветер на его показания влиять не будет).
53(3) За высоко летящим самолетом иногда образуется облачный след. Почему?
(Летящий самолет выбрасывает частички дыма. Пар конденсируется и образуется облачный след).