Тест по термодинамике: проверьте знания по физике за 5 минут
Обложка: Designua / Shutterstock
Статья
Узнайте свой уровень в термодинамике с Сади Карно
Почему холодильник нагревает комнату, если оставить дверцу открытой? Почему невозможно создать двигатель с 100%-м КПД? Ответы на эти и многие другие вопросы даёт термодинамика.
Термодинамика — раздел физики, который изучает превращение тепла в работу и наоборот. Именно её законы помогают понять, как работают двигатели автомобилей, холодильники, кондиционеры, электростанции и даже организм человека.
В школьной программе термодинамика подробно изучается в 10-м классе, но её основы появляются раньше и часто встречаются на олимпиадах, ОГЭ и особенно ЕГЭ по физике.
Пройдите небольшой тест и проверьте, насколько хорошо вы понимаете один из самых важных разделов школьной физики. В результатах получите подсказки для своего уровня владения предметом, а ниже делимся универсальными рекомендациями, ведь направление физмата одно из самых популярных.
Как развиваться в физике
Не заучивать формулы без понимания физических процессов. Связывать теорию с жизнью: холодильник, двигатель автомобиля, кондиционер — всё это примеры термодинамики.
Рисовать схемы, например тепловых машин, — так легче запомнить цикл Карно.
Решать хотя бы 3–5 задач разного уровня после каждой новой темы.
Объяснить закон своими словами — если получилось, значит, вы действительно поняли материал.
Подписаться на каналы для школьников, где сложные темы раскладывают на атомы простым языком, как в канале «Физмат легко» от педагогов ИнтернетУрока. Кстати, тест для журнала мы составили именно на основе постов, опубликованных в этом канале.
Подписаться на научпоп: слушать не только лекции, но и дискуссии учёных (например, Алексея Семихатова, Александра Панчина), которые любят устраивать дебаты по интересным темам.
Заглядывать в Библиотеку видеоуроков, когда хочется выстроить в голове чёткую структуру.
Посещать клубы для физматовцев, участвовать в разных олимпиадах по физике, не только в перечневых и Всеросе, — для развития математического мышления.
Постигать предмет в разных составах: самостоятельно, с увлекающим предметом репетитором и на групповых курсах с ребятами своего уровня. Там школьников готовят к поступлению в профильные классы и топовые вузы, а также к олимпиадам.
Ну что, проверим уже, насколько вы хороши в термодинамике?
После теста вы узнаете:
что помните из термодинамики;
какие темы стоит повторить;
как вам повысить знания по физике и насколько это возможно при вашем нынешнем уровне.
Поехали!
Отвечаем на вопросы о термодинамике
Что входит в тему «Термодинамика»?
Внутренняя энергия.
Количество теплоты.
Работа газа.
Первый закон термодинамики.
Тепловые машины.
Цикл Карно.
КПД.
В каком классе проходят термодинамику?
Основные темы изучают в 10-м классе профильной и базовой школы. Однако отдельные понятия появляются уже в 8–9-м классах.
Где пригодится термодинамика?
Законы термодинамики лежат в основе работы:
холодильников;
кондиционеров;
автомобильных двигателей;
тепловых электростанций;
космической техники.
Обязательно ли переводить градусы Цельсия в кельвины?
Если в формуле используются абсолютные температуры (например, при расчёте КПД машины Карно), перевод в кельвины обязателен. А вот разность температур в градусах Цельсия и кельвинах одинакова.
Какие задания по термодинамике бывают на ЕГЭ?
На ЕГЭ из термодинамики обычно проверяют:
первый закон термодинамики;
КПД тепловой машины;
графики процессов;
расчёт работы газа;
цикл Карно.
Почему холодильник с открытой дверцей не охлаждает комнату?
Потому что холодильник переносит тепло из камеры наружу. При открытой дверце всё выделяемое тепло остаётся в комнате, а компрессор дополнительно нагревает воздух.
Почему мне так тяжело даётся тема термодинамики?
Возможно, вы допускаете одну из распространённых ошибок при изучении этой темы:
путаете температуру и количество теплоты;
забываете переводить температуру в кельвины при расчётах;
считаете, что холодильник «производит холод»;
не различаете изотермический и адиабатный процессы;
пытаетесь выучить формулы без понимания физических процессов.
Нам в школе плохо объясняют физику вообще и термодинамику в частности. Что делать?
Зависит от ваших дальнейших планов. Для поступления точно будут нужны занятия с репетитором. Даже если таких планов пока нет, возможно, ваш учитель просто пока не раскрыл ваш потенциал в физике. А если так и по другим предметам?
Когда объяснение в школе сводится к условному «Прочитай дома страницу 87» — понятное дело, очароваться темой сложно. Но так не везде. Некоторые изучают физику и вообще все школьные предметы через наглядные примеры. Каждое занятие открывает короткий пример — зачем эта тема нужна вне школы. Усваивать новое помогают визуальные подсказки: схемы, анимации, интеллект-карты.
Некоторые школьники, например ученики Домашней школы «ИнтернетУрок», даже сами выбирают, как изучать новую тему — на базовом или профильном уровне, насколько сложное ДЗ по ней выполнять. Помимо видеоуроков, у них есть доступ к консультациям, личному чату с педагогом и тестам для самопроверки — оценки в журнал за них не ставят, так что можно тренироваться без страха ошибиться. Вы можете позаниматься в этой школе бесплатно целую неделю с полным функционалом.
Вопрос 1 из 4
Начнём с базы. Французский инженер Сади Карно мечтал создать идеальный двигатель. Помните, из каких процессов состоит его знаменитый цикл?
Две изотермы и две адиабаты.
Четыре изотермы.
Две изобары и две изохоры.
Отлично! Это основа термодинамики — именно такой цикл даёт максимальный КПД.
Увы, но нет. Подскажем: изотермические участки (T = const) дают возможность забирать энергию у нагревателя и отдавать её холодильнику без изменения температуры. Адиабатные участки (Q = 0) позволяют газу расширяться и сжиматься без потерь тепла.
Ответить
Переходим к практике. Представьте, что у вас есть идеальная тепловая машина. Что сильнее повысит её КПД?
Выгоднее снизить температуру холодильника на 20 °C.
Да нет же! Выгоднее повысить температуру нагревателя на 20 °C.
Разницы нет.
Точно! Если мы уменьшаем температуру холодильника, мы не только увеличиваем разность температур в числителе, но и оставляем знаменатель прежним. Математически и физически это даёт больший прирост КПД, чем если бы мы на столько же градусов подняли температуру нагревателя.
Теперь вопрос на логику. Что произойдёт с температурой через пару часов, если оставить дверцу работающего холодильника открытой в пустой закрытой комнате?
Температура не изменится.
Станет прохладнее.
Станет жарче.
Верно! Холодильник не создаёт холода — он переносит тепло изнутри наружу. В замкнутой комнате это тепло никуда не уходит, плюс добавляется энергия от компрессора. Комната нагревается.
Ох уж этот коварный холодильник! Это не «производитель холода», а тепловой насос. Если дверца открыта, холод уходит, тепло остаётся, а компрессор ещё и греет воздух. В итоге становится жарко.
Ответить
И последний вопрос. Почему Сади Карно сравнивал падение тепла с падением воды в водопаде? Что общего у температуры и высоты?
Карно любил красивые метафоры.
И то и другое можно измерить в градусах.
Температура — аналог высоты, тепло течёт от горячего к холодному.
Блестяще! Карно показал, что тепло, как и вода, течёт от более высокого уровня (температуры) к более низкому. И так же, как вода совершает работу при падении с высоты, тепло совершает работу при переходе от нагревателя к холодильнику. Глубокая аналогия, которая изменила физику.
Пупупу. Ошибка! Карно сравнивал разницу температур с перепадом высоты: чем больше разница между нагревателем и холодильником, тем больше «энергии» можно получить. Эта аналогия — ключ к пониманию КПД.
Ответить
Набрано баллов: 10 из
Стоит начать с азов!
Вы пока путаете основные понятия. Стоит повторить как минимум:
1. цикл Карно;
2. виды процессов;
3. первый закон термодинамики;
4. КПД.
Начинать повторение надёжнее всего с крепкой и наглядной базы: понять основные определения, причины, величины. Полезно для этого заглянуть в Библиотеку видеоуроков или взять бесплатную недельную экскурсию по Домашней школе с чередующимися заданиями — они помогут запомнить тему с разных сторон: у вас будут видео, тренажёры, консультации, ментальные карты, дополнительные источники.
Пройти еще раз
Поделись результатом с друзьями!
Набрано баллов: 10 из
Неплохо! Твёрдая база есть.
Вы знаете основные законы, но некоторые нюансы ускользают. Попробуйте посмотреть на физику без предубеждений о скучных формулах и неприменимости в жизни. Для этого важно убавить научный фон и добавить жизни.
Рекомендуем качественный научпоп-контент по темам школьной программы. Ученики ИнтернетУрока разбирают термодинамику и другие захватывающие разделы физики в компании единомышленников в канале «Физмат легко».
Пройти еще раз
Поделись результатом с друзьями!
Набрано баллов: 10 из
Браво, у вас олимпиадный потенциал!
Отличный результат! Вы мыслите как настоящий инженер. Вам подойдёт углублённая программа по физике и математике — там такие задачи разбирают на каждом занятии. Готовьтесь к олимпиадам и поступлению в топовые вузы.
Для этого полезно заниматься самостоятельно, с репетитором и на групповых курсах углублённого физмата. Там школьников готовят к поступлению в профильные классы, топовые вузы, а также к олимпиадам, победа в которых может принести 100 баллов за ЕГЭ по физике или обеспечить зачисление без вступительных испытаний.
Важно, чтобы перед такими занятиями проводили тестирования и собирали группы из ребят равного уровня подготовки, причём небольшие — до 8 человек. Тогда на занятиях всем интересно и понятно: никто не скучает, и нет необходимости спешно догонять группу.
Пройти еще раз
Поделись результатом с друзьями!
Учебные вопросы
Клуб «Физмат легко» от педагогов ИнтернетУрока
Домашняя школа «ИнтернетУрок»Б. Гнездниковский, 1 стр.2, Москва, 1253758 (800) 775 4121
Ваше сообщение отправлено. Мы перезвоним вам в ближайшее время.
Оставить заявку
Просто укажите ваши контактные данные
Спасибо!
Ваше сообщение отправлено. Мы свяжемся с вами в ближайшее время.
Регистрация на День открытых дверей
Спасибо!
Вы зарегистрированы. Вся информация о мероприятии придёт на указанный вами e-mail. Если вдруг не видите письма — проверьте папку «Спам».
Добро пожаловать в приемную директора!
Эта форма предназначена для отправки обращений напрямую руководству школы.
Вы можете воспользоваться формой, в случае если вы ранее обращались со своим
вопросом или предложением в наш контакт-центр и вы по каким-либо причинам
посчитали ответ неудовлетворительным или принятые меры — недостаточными.
Чтобы мы могли ознакомиться с историей вашего обращения, пожалуйста,
прикрепите к форме скриншот переписки с нашим контакт-центром.
Срок рассмотрения обращения - 3-5 раб.дней
Спасибо!
Мы рассмотрим ваше обращение в течение 3х рабочих дней и свяжемся с вами по указанному email.
Задать вопрос
Задайте свой вопрос! Мы ответим вам в течение 1 рабочего дня
Спасибо!
Ваше сообщение отправлено. Мы свяжемся с вами в ближайшее время.
Вход
Напомнить пароль
Нет аккаунта?
Зарегистрироваться
Подтверждение номера телефона
На ваш мобильный телефон отправлен код подтверждения, введите его ниже, чтобы закончить регистрацию
Отправить код повторно можно будет через
0:30
Получить новый код
Указанные вами данные:
+7 (999) 999-99-99
hello@flat12.ru
Изменить данные
Спасибо!
Ваш номер телефона подтвержден.
Закрыть
Забыли пароль?
Введите email, указанный при регистрации, чтобы мы смогли выслать на него инструкции по восстановлению
Спасибо!
Инструкция по восстановлению пароля отправлена на ваш email
1. Если уроки по предмету идут на каждой неделе
В 1-ом классе необходимо получить:
I четверть: минимум 4 зачёта по каждому предмету;
II четверть: минимум 4 зачёта по каждому предмету;
III четверть: минимум 5 зачётов по каждому предмету;
IV четверть: минимум 4 зачёта по каждому предмету.
Во 2–11 классах требуется получить (включая обязательные работы, которые выделены в журнале восклицательным знаком, в расписании – оранжевой рамкой):
I четверть: минимум 5 оценок по каждому предмету;
II четверть: минимум 5 оценок по каждому предмету;
III четверть: минимум 7 оценок по каждому предмету;
IV четверть: минимум 5 оценок по каждому предмету.
Исключение: в IV четверти для 9 и 11 классов – минимум 3 оценки по каждому предмету.
В 9 и 11 классах в конце января - феврале (III четверть) будут проведены обязательные итоговые контрольные работы по русскому языку и математике с использованием системы прокторинга.
2. Если уроки по предмету идут не на каждой неделе.
Для аттестации необходимо выполнить только все обязательные работы (выделены в журнале восклицательным знаком, в расписании – оранжевой рамкой).
Исключения:
Музыка (1 класс). В каждой четверти достаточно получить один «зачёт».
ОРКСЭ (4 класс). Необходимый минимум: I четверть - 3 оценки, II четверть - 3 оценки, III четверть - 4 оценки, IV четверть - 2 оценки.
Технология (5-9 классы). В каждой четверти достаточно получить одну оценку.
Регистрация на Олимпиаду «Лучик»
Регистрация на новый сезон откроется 5 октября, но вы можете оставить контакты, и мы напомним вам о старте заранее.