Прочитайте текст и выполните задания 20–22

 

Ледяные узоры на стекле

Всем нам приходилось разглядывать снежинки или ледяные узоры на окнах, образующиеся в морозные дни, когда температура воздуха опускается существенно ниже 0 °С. Лёд на поверхности стекла образуется в этих случаях непосредственно из пара.

Рассмотрим процесс подробнее. При разной температуре в 1 см³ воздуха может содержаться разное количество водяного пара. От этого зависит влажность воздуха. Чем больше при данной температуре в воздухе водяных паров, тем выше влажность воздуха, тем больше плотность водяного пара в нём. Но при неизменной температуре количество водяных паров не может быть больше определённого значения. При высокой температуре максимальное количество водяных паров в 1 см³ больше, чем при низкой. Водяной пар, плотность которого максимальна для данной температуры, называют насыщенным.

Вблизи холодной поверхности оконного стекла температура может оказаться гораздо ниже температуры, при которой водяной пар, содержащийся в воздухе, становится насыщенным. Тёплый комнатный воздух, содержащий водяной пар, соприкасается с холодным стеклом, охлаждается и содержащийся в нём водяной пар становится насыщенным, а избыток водяного пара конденсируется, образуя тонкую плёнку воды толщиной всего в несколько диаметров молекул воды. Хотя вода в плёнке переохлаждена, её температура ниже 0 °С, но возможности для превращения воды в лёд не возникает из-за сильного влияния молекул поверхности стекла на молекулы воды в плёнке. По мере увеличения толщины плёнки и уменьшения влияния молекул поверхности стекла в воде возникают центры кристаллизации. Рост кристаллов происходит во всевозможных направлениях, но самые большие кристаллы растут вдоль поверхности стекла, покрывая поверхность стекла тонким причудливым узором. Когда толщина ледяного слоя на стекле становится настолько большой, что отвод тепла наружу замедляется, кристаллы льда начинают расти в перпендикулярном стеклу направлении. Стекло как бы покрывается шубой из ледяных иголок. При этом слой льда может достигать нескольких миллиметров.

Вид узора на поверхности стекла зависит от температуры внутри помещения и снаружи, влажности воздуха в помещении, толщины стекла и загрязнённости его поверхности, от наличия и скорости воздушных потоков вблизи стекла и других причин.

Много водяных паров выдыхает человек, поэтому замечательные ледяные узоры часто образуются зимой на внутренней стороне стёкол автобусов или троллейбусов.

 

20. Водяная плёнка, образовавшаяся на внутренней поверхности стекла автобуса в морозный день, не замерзает сразу же, так как

1)	этому препятствуют силы взаимодействия молекул воды с молекулами поверхности стекла
2)	температура внутри салона автобуса выше, чем снаружи
3)	на поверхности стекла имеются загрязнения
4)	этому препятствует наличие воздушных потоков вблизи стекла
Ответ:

 

21. Какие процессы последовательно происходят с водяным паром, находящимся в салоне автобуса, при соприкосновении с холодным стеклом с последующим образованием ледяного узора на нём?

1)	охлаждение, конденсация, охлаждение, кристаллизация
2)	охлаждение, кристаллизация, охлаждение, конденсация
3)	охлаждение, конденсация, кристаллизация, охлаждение
4)	конденсация, охлаждение, кристаллизация, охлаждение
Ответ:

 

 

При выполнении задания 22 с развёрнутым ответом используйте бланк ответов №2. Запишите сначала номер задания, а затем ответ на него. Полный ответ должен включать не только ответ на вопрос, но и его развёрнутое, логически связанное обоснование. Ответ записывайте чётко и разборчиво.

 

22. Всегда ли на внутренней поверхности морозильной камеры, в которой хранятся продукты, со временем образуется «снежная шуба»? Ответ поясните.

 

Часть 2

 

Для ответов на задания 23–26 используйте бланк ответов №2. Запишите сначала номер задания (23, 24 и т.д.), а затем ответ к нему. Ответы записывайте чётко и разборчиво.

 

23. Используя рычажные весы с разновесом, мензурку, стакан с водой, цилиндр № 2, соберите экспериментальную установку для измерения плотности материала, из которого изготовлен цилиндр № 2.

В бланке ответов:

1) сделайте рисунок экспериментальной установки для определения объёма тела;

2) запишите формулу для расчёта плотности;

3) укажите результаты измерения массы цилиндра и его объёма;

4) запишите числовое значение плотности материала цилиндра.

 

Задание 24 представляет собой вопрос, на который необходимо дать письменный ответ. Полный ответ должен содержать не только ответ на вопрос, но и его развёрнутое, логически связанное обоснование.

 

24. В какой трубе (кирпичной или металлической) лучше тяга при условии, что трубы имеют одинаковые диаметры и высоту? Ответ поясните.

 

 

Для заданий 25–26 необходимо записать полное решение, включающее запись краткого условия задачи (Дано), запись формул, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи, а также математические преобразования и расчёты, приводящие к числовому ответу.

 

25. Свинцовая пуля, подлетев к преграде со скоростью , пробивает её и вылетает со скоростью . На сколько градусов нагрелась пуля, если на её нагревание пошло 65% выделившегося количества теплоты?

 

26. В электрочайнике с сопротивлением нагревательного элемента 12,1 Ом находится некоторая масса воды при 20 °С. Электрочайник включили в сеть с напряжением 220 В и забыли выключить. Какова масса воды, находившейся в чайнике, если при КПД, равном 60%, через 11 мин вода полностью выкипела?