Halmazállapot-változások, fajhő, hőterjedés k.érettségi teszt

Halmazállapot-változások, fajhő, hőterjedés k.érettségi teszt

by Éva Jeszenszky

Multiple Choice

Egy öntöttvasból készült félgyűrűt melegítünk. Melyik rajz ábrázolja helyesen a melegítés utáni alakját?

Multiple Choice

Egy 0 ^oC-os jégkocka elolvad és 0 ^oC-os víz keletkezik belőle. Az állítások közül melyik helyes?

• A keletkező víz térfogata kisebb, mint a jégkocka térfogata volt.

• A keletkező víz tömege kisebb, mint a jégkocka tömege volt.

• A keletkező víz sűrűsége kisebb, mint a jégkocka sűrűsége volt.

Multiple Choice

Vasbeton szerkezetekben melyik anyag hőtágulási együtthatója nagyobb?

• A vasé nagyobb.

• A két anyag hőtágulási együtthatója azonos.

• A betoné nagyobb.

Multiple Choice

Egy adott mennyiségű, kezdetben 0 ^oC hőmérsékletű vizet lassan 8 ^oC-ra melegítünk. Hogyan változik eközben a víz térfogata?

• Folyamatosan növekszik.

• Kezdetben csökken, majd növekszik.

• Folyamatosan csökken.

Multiple Choice

Egy rézlakatot erősen süt a nap. Hogyan változik meg ennek hatására a lakaton lévő kulcslyuk felülete?

• Csökken a kulcslyuk felülete, mert a réz minden irányban tágul.

• Nem változik meg a kulcslyuk felülete, mert a kifelé és befelé tágulás kiegyenlíti egymást.

• Nő a kulcslyuk felülete, mert úgy tágul, mintha anyaggal lenne kitöltve.

Multiple Choice

Az ábrán egy bimetál látható (két, különböző hőtágulási együtthatójú fémlap összeerősítve), mely az alján rögzítve van. Merre hajlik el a teteje, ha melegítjük?

• A nagyobb hőtágulási együtthatójú anyag felé.

• A kisebb hőtágulási együtthatójú anyag felé.

• Semerre sem hajlik el, a rúd egyenes marad.

Multiple Choice

Két, különböző anyagból készült drót hőmérsékletét egyaránt 20 °C-kal megnöveljük. Melyik drót tágul jobban?

• Annak a drótnak lesz nagyobb a tágulása, amelyiknek kezdeti hőmérséklete magasabb.

• Annak a drótnak lesz nagyobb a tágulása, amelyik nagyobb hőtágulási együtthatójú anyagból készült.

• Kevés információ áll rendelkezésre a kérdés eldöntéséhez.

Multiple Choice

Hogyan tehet kárt a téli hideg a köztéri kőszobrokban?

• A szobor repedéseibe belefagyó víz szétfeszíti a követ, így darabok törhetnek le a szoborból.

• A környezet lehűlése miatt a szobor összezsugorodik, s feszültségek ébrednek az anyagban, amitől az eltörhet.

• A hideg merevvé, törékennyé teszi a szobor anyagát, így ha bármi hozzáütődik, darabok törhetnek le belőle.

Multiple Choice

Az ábrán látható módon összeszegecselünk egy vékonyabb és egy vastagabb sárgarézlapot. Merre görbül meg a két lemez, ha egyenletesen melegíteni kezdjük őket?

• A vastagabb rézlap felé görbül.

• Egyenes marad a két lemez.

• A vékonyabb rézlap felé görbül.

Multiple Choice

A 20 °C-os réznek vagy a 20 °C-os levegőnek kisebb a térfogati hőtágulási együtthatója?

• A levegőnek.

• A réznek.

• Körülbelül egyenlő a két együttható.

Multiple Choice

Van-e olyan anyag, amely melegítés hatására összehúzódik? (C) l. B) C)

• Igen, egy lyukat körülvevő anyag (például egy kulcslyukat körülvevő zár) melegítéskor összehúzódik, ahogy a lyuk kitágul.

• Nem, az anyagok hűtés hatására mindig összehúzódnak, melegítés hatására pedig mindig kitágulnak.

• Igen, például a víz melegítés hatására bizonyos körülmények között összehúzódik.

Multiple Choice

Egy építkezésen lebetonoznak a földbe két cölöpöt. Hajnalban 5 °C-ra hűl le a levegő. Ekkor megmérik egy kint hagyott, ezért 5 °C-os fém mérőszalaggal a két cölöp közötti távolságot. Kora délután a tűző napon 38 °C-ra melegszik a mérőszalag. Ekkor ismét megmérik a most már meleg mérőszalaggal a két cölöp távolságát. Mit állíthatunk a két mérési eredményről? (A talaj hőtágulásától tekintsünk el.)

• A meleg mérőszalaggal mért érték nagyobb, mint a hideg mérőszalaggal mért érték.

• A hideg mérőszalaggal mért érték nagyobb, mint a meleg mérőszalaggal mért érték.

• A két mérés eredménye pontosan egyforma.

Multiple Choice

Forró (95 °C-os) teába hideg (-18 °C-os) jégkockákat dobunk. A jégkockák pattogó hangot adnak ki. Mi ennek a jelenségnek az oka? (B) A

• A jégkockák a meleg teától összehúzódnak, ezért megrepednek, ez adja a pattogó hangot.

• A jégkockák a meleg teától tágulni kezdenek, ezért megrepednek, ez adja a pattogó hangot.

• A jégkockák megfagyasztanak maguk körül egy kis teát, ez adja a pattogó hangot.

Multiple Choice

A képen látható vasgyűrűn egy kis rés van, amibe egy a vasnál sokkal kisebb hőtágulási együtthatójú ötvözetből készült kockát szorítottunk be. A gyűrűt melegíteni kezdjük. Mi történik a kis kockával?

• A rés kitágul, ezért a kocka kipottyan.

• A rés összeszűkül, ezért a kocka jobban beszorul, esetleg deformálódik.

• A rés változatlan méretű marad, a kockával semmi sem történik.

Multiple Choice

Létezik-e szilárd szén-dioxid?

• Létezik, de csak nagyon nagy nyomáson.

• Nem, a szén-dioxid csak légnemű lehet.

• Létezik normál légköri nyomáson is.

​A szén-dioxid −78,5 °C-on fagy meg

---> a szilárd halmazállapot neve: szárazjég.

​

​A szilárd halmazállapotból szublimációval alakul vissza szén-dioxid gázzá.

​

​A folyékony halmazállapota nagy nyomáson állítható elő a szén-dioxid gázból (gázpalackokban is így tárolják).

Multiple Choice

A levegő hőmérséklete reggeltől délig 10 °C-ot emelkedett. Hány kelvinnel változott a hőmérséklet?

• 283 kelvinnel.

• 10 kelvinnel.

• 2730 kelvinnel.

​A Kelvin-skála és a Celsius-skála osztásköze azonos, egyik a másikhoz képest 273 (vagy pontosabban 273,15 ) egységgel el van tolva ---> vagyis csak más a nullpont.

​

​Ebből kifolyólag a hőmérséklet-különbség a két mértékegységben azonos.

​

​Az átváltás szabálya: T(°C) = T(K) - 273,15

​

​A 0 K = abszolút nulla fok, ennél alacsonyabb elméletileg sem létezhet, hiszen ez az a hőmérséklet, melynél az anyagot alkotó részecskék mozgási energiája nulla (lenne). Ez a hőmérséklet tetszőleges pontossággal megközelíthető, ám el nem érhető.

Multiple Choice

A vizet gyakran alkalmazzák hűtőközegként, mert könnyen áramlik. Ezen kívül melyik tulajdonsága előnyös még ebből a szempontból?

• A víz azért jó hűtőközeg, mert nagy a fajhője.

• A víz azért jó hűtőközeg, mert jó hővezető.

• A víz azért jó hűtőközeg, mert magas az olvadáshője.

​A nagy fajhő azt jelenti, hogy

​

​​- miközben az anyag hőmérséklete 1 °C-al nő sok (nagy) hőt von el környezetétől

​

​VAGY

​

​- miközben az anyag hőmérséklete 1 °C-al csökken sok (nagy) hőt ad át a környezetének

​

Multiple Choice

A réz fajhője háromszorosa az óloménak. Azonos tömegű rézcső és ólomcső hőmérsékletét melegítéssel azonos mértékben megnöveljük. Mit mondhatunk a melegítéshez szükséges hőről?

• A rézcső melegítéséhez háromszor akkor hő szükséges, mint az óloméhoz.

• Az ólomcső melegítéséhez háromszor akkora hő szükséges, mint a rézéhez.

• A két cső melegítéséhez azonos nagyságú hő szükséges.

Multiple Choice

Fájós fülre – gyógymódként – meleg sót tartalmazó vászonzsákot szoktak szorítani. Miért jó a só erre a célra?

• A só gyakorlatilag összenyomhatatlan, ezért akármekkora erővel szoríthatjuk a fülünkre.

• A sónak nagy a fajhője, sokáig tartja a meleget.

• A sónak alacsony a fagyáspontja, ezért télen is használható ez a a gyógymód.

​A nagy fajhő azt jelenti, hogy

​

​​- miközben az anyag hőmérséklete 1 °C-al nő sok (nagy) hőt von el környezetétől

​

​VAGY

​

​- miközben az anyag hőmérséklete 1 °C-al csökken sok (nagy) hőt ad át a környezetének

​

Multiple Choice

Egy test hőmérséklet-változását kelvinben és Celsius-fokban is meghatározzuk. Melyik érték nagyobb?

• A kelvinben megadott érték.

• A Celsius-fokban megadott érték.

• A két érték egyenlő.

​A Kelvin-skála és a Celsius-skála osztásköze azonos, egyik a másikhoz képest 273 (vagy pontosabban 273,15 ) egységgel el van tolva ---> vagyis csak más a nullpont.

​

​Ebből kifolyólag a hőmérséklet-különbség a két mértékegységben azonos.

​

​Az átváltás szabálya: T(°C) = T(K) - 273,15

Multiple Choice

Két különböző fajhőjű anyagot keverünk össze. E két anyag nem lép kémiai reakcióba egymással. Mekkora lesz a keverék fajhője?

• A keverék fajhője mindkét összetevő fajhőjénél kisebb lesz.

• A keverék fajhője a két összetevő fajhője közötti érték lesz.

• A keverék fajhője a két összetevő fajhőjének összege lesz.

Multiple Choice

Lehet-e jéggel melegíteni?

• Nem lehet, mert a jég mindig hidegebb, mint a víz.

• Igen, mindent, ami hidegebb a vizsgált jégnél.

• Igen, de csak a víznél alacsonyabb fagyáspontú folyadékot.

Multiple Choice

A fajhő mértékegységeinek alábbi átváltásai közül melyik helyes?

Multiple Choice

Hány fokon forr a víz?

• A víz forráspontja mindig 100 °C.

• A külső hőmérséklettől függ a víz forráspontja.

• A külső nyomástól függ a víz forráspontja.

A forráspont függ a külső nyomástól is.

​

​Nagy nyomáson a víz forráspontja magasabb

​

​----> lásd: kuktafazék.

​

​Alacsony nyomáson a víz forráspontja alacsonyabb:

​

​----> lásd magashegyi főzés

​----> fecskendőben a dugattyút kihúzva, annyira lecsökkenthető a víz feletti levegő nyomása, hogy szobahőmérsékleten beindul a forrás

Multiple Choice

Egy szoba levegőjét szellőztetéssel szeretnénk felfrissíteni télen, de közben a fűtéssel is szeretnénk takarékoskodni. A szellőztetést addig folytatjuk, amíg a szoba 20 °C-os levegője 10 °C-ra hűl le. Melyik esetben energiatakarékosabb a szellőztetés: ha rövid ideig szellőztetünk az ablakok teljes kitárásával, vagy ha hosszabb ideig, kisebb ablakrést hagyva?

• Akkor energiatakarékosabb a szellőztetés, ha rövid ideig szellőztetünk.

• Akkor energiatakarékosabb a szellőztetés, ha hosszú ideig szellőztetünk.

• Energiatakarékossági szempontból nincs különbség a kétféle szellőztetés között.

Hosszú idő alatt a falak (és egyéb tárgyak) is lehűlnek nemcsak a levegő cserélődik ki / hűl le.

Multiple Choice

Mit értünk a fizikában a „hő” kifejezés alatt?

• Azt a fizikai mennyiséget, amit a hőmérő mér.

• Azt az energiát, amelyet a testek termikus kölcsönhatás során adnak át egymásnak.

• Azt az energiát, mellyel egy anyag részecskéinek összessége rendelkezik.

HŐ = HŐMENNYISÉG

Multiple Choice

Azonos hőmérsékletű, forró, homogén testek valamelyikének segítségével szeretnénk felmelegíteni egy szobát. Melyikkel lehet a legnagyobb mértékű melegedést elérni?

• Amelyiknek legnagyobb a tömege.

• Amelyiknek legnagyobb a fajhője.

• Amelyik esetében legnagyobb a fajhőjének és tömegének hányadosa.

• Amelyik esetében legnagyobb a fajhőjének és tömegének a szorzata.

Multiple Choice

Zárt edényben kevés vizet mérlegre helyezünk, és melegíteni kezdjük. Melyik ábra mutatja helyesen a mérleg által mutatott értéket melegítés közben?

​Ha az edény zárt, akkor anyag nem távozik a rendszerből, így a tömeg és így a súly (G) is állandó marad.

Multiple Choice

Egy termoszban forró kávé van. Hozzáöntünk valamennyi hideg tejet. Hogyan változik a termosz tartalmának hőmérséklete és belső energiája a folyamat során?

• A termosz tartalmának hőmérséklete és belső energiája is csökken.

• A termosz tartalmának hőmérséklete csökken, belső energiája nő.

• A termosz tartalmának hőmérséklete nő, belső energiája csökken.

• A termosz tartalmának hőmérséklete és belső energiája is nő.

​A hőmérséklethez:

​---> kiegyenlítődik, tehát a keverék (közös) hőmérséklete kisebb lesz, mint a magasabb hőmérsékletű anyagé

​

A belső energia függ:

​

- az anyagi minőségtől (= attól, hogy milyen anyagról van szó)

​- az anyag hőmérsékletétől

​- az anyag mennyiségétől (tömegétől)

​

​Tehát, ha plusz anyagot töltünk még a termoszba, akkor a beöntött anyag (tömegénél, és bármekkora hőmérsékleténél fogva) növelni fogja a termoszban az összenergiát.

Multiple Choice

Manapság a beépített ablakok jelentős része kettős üveggel van ellátva, 4 mm üveg és 16 mm légrés után újabb 4 mm üveg következik. Vajon egy ilyen 4-16-4 mm-es összetett szerkezet a jobb hőszigetelő, vagy pedig egy 24 mm vastag tömör üveglap ugyanabból az anyagból?

• A 4-16-4 mm-es szerkezet jobb hőszigetelő, hiszen a levegő rossz hővezető.

• A 4-16-4 mm-es szerkezet jobb hőszigetelő, hiszen levegő jó hővezető.

• A hővezetés egyforma, csak azért alkalmazzák a 4-16-4-es szerkezetet, mert a súlya kisebb.

​Itt találsz összefoglalót a hőterjedés három fajtájáról (hőáramlás, hővezetés, hősugárzás):

​

https://www.nkp.hu/tankonyv/fizika_9_nat2020/lecke_06_033

Multiple Choice

A napra kitett hőmérő 45 ^oC hőmérsékletet mutat, miközben a környezet hőmérséklete 30 ^oC. A hőterjedés melyik típusa magyarázza ezt a jelenséget?

• A hővezetés.

• A hőáramlás.

• A hősugárzás.

​Itt találsz összefoglalót a hőterjedés három fajtájáról:

​

https://www.nkp.hu/tankonyv/fizika_9_nat2020/lecke_06_033

Multiple Choice

Két egyforma üdítős palackot azonos hőmérsékletű, hideg üdítővel töltünk meg. Az egyik palackot az ábrán látható módon alufóliába csomagoljuk, majd a palackokat a napon hagyjuk. Melyik palackban melegszik fel jobban az üdítő, ha mindkettőt 10 percre hagyjuk a napon?

• A fóliával csomagolt palackban melegszik fel jobban, mert a fémek jó hővezetők.

• A fólia nélküli palackban melegszik fel jobban, mivel a fólia visszaveri a ráeső napsugárzást.

• A két palackban azonos mértékben melegszik fel az üdítő.

Multiple Choice

Hogyan lehet gyorsabban felmelegíteni egy fazék levest a tűzhelyen: fedővel vagy fedő nélkül?

• Nincs lényeges különbség.

• Fedő nélkül.

• Fedővel.

​A folyadékok párolognak ---> párolgásnál a folyadék felszínéről a legnagyobb mozgási energiával rendelkező részecskék lépnek ki

​=> ezek a részecskék energiát visznek el.

​

​A fedővel "bent tartjuk" ezt az energiát.

Multiple Choice

Miért lógatja ki a nyelvét a kutya, ha melege van?

• Mert a kutya nyelve forró, s így jobban hűti a szél.

• Mert a kutya a nyelvén keresztül párologtat, ami hőelvonással jár.

• Mert a lihegés révén több oxigén jut a kutya szervezetébe, s nő a hőtűrése.

Multiple Choice

A bőrünkre cseppentett tiszta alkohol hidegérzetet kelt. Vajon miért?

• Mert az alkohol eleve hideg, hiszen a hűtőben kell tárolni, különben elbomlik.

• Mert az alkohol jól párolog és a párolgás hőt von el.

• Mert az alkohol jó hővezető, így elvonja bőrünktől a hőt.

Multiple Choice

Egy termoszban kezdetben 0,2 kg tömegű, 0 ºC hőmérsékletű víz-jég keverék van, amelyhez 0,2 kg tömegű, 60 ºC hőmérsékletű forró vizet öntünk. Mit állíthatunk biztosan a kialakuló közös hőmérsékletről?

• A közös hőmérséklet kisebb lesz, mint 30 ºC.

• A közös hőmérséklet 30 ºC lesz.

• A közös hőmérséklet nagyobb lesz, mint 30 ºC.

Multiple Choice

Főzés közben a kukta biztonsági szelepe a megfelelő hőfokon kinyit, és vízgőz kezd kiáramlani. Mit állíthatunk a kiáramló vízgőz hőmérsékletéről?

• A vízgőz hőmérséklete 100 ºC-nál magasabb.

• A vízgőz hőmérséklete 100 ºC.

• A vízgőz hőmérséklete 100 ºC-nál alacsonyabb.

​A kuktába hidegen teszzük bele az ételt, bezárjuk a levegővel együtt

​

​=> a bezárt gáz (levegő) nyomása a melegítés következtében nő (izochor állapotváltozás)

​

​=> ha nő a folyadék környezetének nyomása, akkor magasabb a forráspont.

​

​A forráspont hőmérsékletén kezd el forrni a víz és ezen hőmérsékletű lesz végig a forrás alatt a víz is és a vízgőz is.

​

​...

Multiple Choice

Lehet-e jéggel langyos vizet fagyasztani?

• Nem, mert ha a jég hőt von el a víztől, elolvad.

• Nem, mert a jég fajhője kisebb, mint a vízé.

• Igen, ha a jég hidegebb nulla foknál és kellő mennyiségű.

Multiple Choice

Tökéletesen hőszigetelt, 0 °C hőmérsékletű tartályban összekeverünk 1 kg 0 °C hőmérsékletű vizet és 10 kg 0 °C hőmérsékletű jeget. Mi lesz a tartályban az egyensúly beállta után?

• 11 kg víz.

• 11 kg jég.

• 1 kg víz és 10 kg jég.

​

​

Az olvadásponton az anyag szilárd és a folyékony halmazállapota is stabil.

​

​A 0 °C hőmérsékletű víz + 0 °C hőmérsékletű jég keverék már egyensúly.

​

​(Ha történik is halmazállapot-változás a két halmazállapot közötti határfelületen, az dinamikus egyensúlyban történik -> amennyi megfagy, ugyanannyi olvad el, így marad az eredeti tömegarány.)

Multiple Choice

Mihez kell több energia: 1 kg –1 °C-os jég +1 °C-ra való melegítéséhez (1. eset), vagy 1 kg +1 °C-os víz +3 °C-ra való melegítéséhez (2. eset)?

• Az 1. esetben kell több energia.

• A 2. esetben kell több energia.

• Ugyanannyi energia kell mindkét esetben.

Multiple Choice

Melyik fizikai mennyiség mértékegysége a J/kg?

• A fajhőé.

• Az olvadáshőé.

• A hőkapacitásé.

Multiple Choice

Hőszigetelt edényben lévő 0 ^oC-os vízbe 0 ^oC-os jeget teszünk. Változik-e a víz tömege néhány perc elteltével?

• Igen, a víz tömege nő.

• Igen, a víz tömege csökken.

• Nem, a víz tömege nem változik.

​

​

Az olvadásponton az anyag szilárd és a folyékony halmazállapota is stabil.

​

​(Ha történik is halmazállapot-változás a két halmazállapot közötti határfelületen, az dinamikus egyensúlyban történik -> amennyi megfagy, ugyanannyi olvad el.)

Multiple Choice

Forró teát tartalmazó termoszba két jégkockát dobunk. Mikor hűl le jobban a tea? (A termosz nyitogatásából származó hőveszteség elhanyagolható.)

• Ha az első jégkocka bedobása után néhány perc késéssel dobom be a második jégkockát.

• Ha egyszerre dobom be a teába a két jégkockát.

• A fenti két esetben azonos mértékben hűl le a tea.

A lényeg:

​

​kiindulási állapot: forró tea + külön 2 jégkocka

​

Ez meghatározza a végállapotot, egyértelmű eredményt ad (persze tudni kell hozzá a hőmérséklet és tömeg adatokat).

​

​

​(A közbülső állapotok különbözni fognak, de a végállapot, a végső egyensúlyi helyzet nem.)

Multiple Choice

Egy anyagot melegítünk. Hőmérséklete a fölvett hő függvényében a grafikon szerint változott. Melyik szakaszon vagy szakaszokon lesz az anyag részben vagy teljesen folyékony halmazállapotban?

• A CD szakaszon.

• A BC-CD szakaszokon.

• A BC-CD-DE szakaszokon.

​A-B szakaszon: szilárd

​

​​B-C szakaszon: szilárd és folyékony

​

​C-D szakaszon: folyékony

​

​D-E szakaszon: folyékony és gáz (gőz)

​

​E - F szakaszon: gáz (gőz)