
На заводе изготовили биметаллическую деталь в виде сплошного цилиндра, внутренняя осесимметричная цилиндрическая часть которого выполнена из железа, а остальная — из алюминия. Площадь сечения алюминиевой части цилиндра в 3 раза больше, чем у железной, а масса всей детали равна m = 2 кг. Какое количество теплоты нужно сообщить этой детали для того, чтобы повысить ее температуру на 1 К?
Решение. 1. Обозначим длину цилиндра l, площадь сечения железной части детали S, тогда алюминиевая часть по условию будет иметь площадь сечения 3S. Плотности железа и алюминия и
приведены в таблицах, как и удельные теплоемкости этих металлов
и
2. Исходя из формулы для связи массы с плотностью и объемом тел, можно записать для массы всей детали, состоящей из двух частей: Отсюда объем железа равен
его масса равна
и аналогичным образом получаем, что масса алюминия равна
3. Для того чтобы повысить температуру этой детали на необходимо сообщить ей количество теплоты
Подставляя численные значения, получаем:
Ответ: 1370 Дж.
| Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
|---|---|
| Приведено полное решение, включающее следующие элементы: I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае: второй закон Ньютона, выражение для силы трения); II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов); III) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины | 2 |
| Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены преобразования, направленные на решение задачи. Но имеются один или несколько из следующих недостатков. Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объеме или отсутствуют. ИЛИ В решении имеются лишние записи, не входящие в решение, которые не отделены от решения и не зачеркнуты. ИЛИ В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. ИЛИ Отсутствует пункт IV, или в нем допущена ошибка | 1 |
| Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1 или 2 балла. | 0 |
| Максимальный балл | 3 |
PDF-версии: