Работа по естественно-научной грамотности 8 класс (2024), какие вопросы и ответы?
1 Ответ
Школьники решили провести эксперимент с остыванием воды, нагретой до кипения. Они разделились на две группы. Первая группа проводила свои эксперименты в классе, где температура (Tокр) была 25°C, вторая – на улице при температуре 10°C. Каждая группа использовала по пять термоустойчивых стаканов, в каждый из которых наливалась закипевшая вода и опускался термометр (Рисунок 1).
Далее в течение часа ребята каждые пять минут фиксировали значения температуры воды в каждом стакане.
1. На графике ниже представлены результаты, полученные учениками. Определите, какова была цель их исследования. Впишите в ответ пропущенные величины.
Цель работы – определить зависимость
2. Какие выводы ученики могут сделать только на основе данных своего эксперимента? Для каждого вывода обведите ответ «верно», если вывод напрямую следует из результатов опыта, или «неверно», если такой вывод из результатов опыта не следует.
3. Если бы школьники при той же температуре воздуха продолжили измерения дальше, более 60 минут, удалось бы им зафиксировать более низкие значения температуры воды?
Обведите букву верного ответа и обоснуйте его.
А) Да
Б) Нет
Обоснование: В данной ситуации, при одинаковых условиях воздуха (температура 10 °C), остывание воды будет происходить с одинаковой скоростью независимо от того, сколько времени прошло с начала остывания. Это связано с законом остывания Ньютона, согласно которому разность температур между телом и окружающей средой уменьшается экспоненциально со временем. Таким образом, школьники не смогут зафиксировать более низкие значения температуры воды, если они будут продолжать измерения в течение более 60 минут.
4. Для чего каждая группа школьников использовала пять стаканов, а не один?
Ответ: Чтобы увеличить точность измерений и уменьшить погрешность от воздействия внешней среды.
5. Если предположить, что остывание воды происходит преимущественно за счёт испарения, какие экспериментальные условия должны быть обязательно соблюдены 1-й группой ребят при проведении измерений с использованием пяти термоустойчивых стаканов? Для каждого условия обведите ответ «да», если оно является обязательным, или «нет», если оно обязательным не является.
6. Выполнив в первые 30 минут измерения температуры воды в пяти стаканах, ученики 2-й группы получили следующие результаты:
6.1. В одном из пяти измерений в некоторый момент времени была допущена ошибка измерения. В какой момент времени это произошло? Учтите, что погрешность измерения составляет 1°C.
Обведите букву верного ответа и верного объяснения.
А) 0 мин, так как температура слишком высокая.
Б) 5 мин, так как значения измерений должны располагаться по возрастанию.
В) 10 мин, так как значения измерений должны располагаться по убыванию.
Г) 15 мин, так как разница в значениях превышает погрешность измерения.
Д) 20 мин, так как все значения получились одинаковыми.
Е) 25 мин, так как значения должны были получиться меньше.
Ж) 30 мин, так как значения должны были получиться больше.
6.2. Как, учитывая эту ошибку, правильно рассчитать среднюю температуру воды в пяти стаканах в тот момент времени, который вы выбрали в задании 6.1? Обведите букву верного ответа.
А) сложить значения температуры в стаканах 1-4 и сумму разделить на 4
Б) сложить значения температуры в стаканах 2-5 и сумму разделить на 4
В) сложить значения температуры в стаканах 1 и 3-5 и сумму разделить на 4
Г) сложить значения температуры в стаканах 1-2 и 4-5 и сумму разделить на 4
Д) сложить значения температуры в стаканах 1-3 и 5 и сумму разделить на 4
7. При каких значениях начальной температуры воды и температуры окружающей среды
вода остынет быстрее до температуры окружающей среды? Установите соответствие, впишите в таблицу номера правильных ответов.
А) Температура окружающей среды:
1) 17°C
2) 31°C
3) 5°C
Б) Начальная температура воды:
1) 63°C
2) 78°C
3) 90°C
Ответ: 21
8. Каким образом связано расстояние от Земли до Солнца с тем, что вода на нашей планете находится преимущественно в жидком состоянии?
Ответ: Расстояние от Земли до Солнца (примерно 150 миллионов километров) является оптимальным для поддержания температуры на Земле, благоприятной для существования жизни. Это расстояние, известное как “астрономическая единица”, позволяет попадать на Землю именно такому количеству солнечной радиации, которое необходимо для испарения воды и поддержания ее в виде пара в атмосфере. Если бы Земля была ближе к Солнцу, температура на планете была бы значительно выше, и вода бы существовала преимущественно в виде пара, а если бы планета находилась дальше от Солнца, температура была бы слишком низкой и вода бы замерзла. Таким образом, расстояние от Земли до Солнца создает комфортные условия для наличия жидкой воды, которая необходима для жизни.
9. Можно ли на основании данных, представленных на Рисунке 2, утверждать, что есть
такие значения давления, при которых вода не может быть жидкой при любой температуре, а существует только в виде льда или пара? Обведите букву верного ответа и обоснуйте его.
А) Да
Б) Нет
Обоснование: Согласно рисунку при давлении ниже 0.6 кПа вода при любой температуре будет находиться или в твердом или газообразном состоянии
10. Известно, что с высотой уменьшается атмосферное давление. Следовательно, опираясь на Рисунок 2, можно утверждать, что будет уменьшаться и температура кипения воды. Так, например, на вершине Эвереста (высота более 8,8 км) вода закипает при температуре чуть больше 68°C.
Учащиеся решили установить эту зависимость температуры кипения воды от высоты подъёма, проводя измерения на разных этажах своей школы. Получится ли у них действительно пронаблюдать, что с увеличением высоты температура кипения воды уменьшается? Обведите букву
верного ответа и обоснуйте его.
А) Да
Б) Нет
Обоснование: Нет, так как при подъеме на каждые 300 м температура кипения воды понижается примерно на 1 °С, а высота школы слишком мала и не достигнет 300 м
11. В какой последовательности при нормальном атмосферном давлении и отрицательной температуре окружающей среды происходят процессы превращения водяного пара в лёд?
Впишите в ячейки числа от 1 до 5 по порядку, где 1 – первый процесс, а 5 – последний.
Остывание льда — 5
Конденсация пара — 2
Остывание пара — 1
Остывание воды — 3
Кристаллизация воды — 4
12. Артём решил охладить в морозилке полную стеклянную бутылку газировки. Он поместил её туда и вспомнил о ней только на следующий день. Когда Артём достал бутылку, оказалось, что она треснула. Объясните, почему это произошло.
Ответ: В бутылке образовался лед, который стал увеличиваться и из-за этого стекло лопнуло.
13. Ученики задались вопросом о том, что произойдёт с куском льда, если он окажется в открытом космосе, где нет атмосферы, на большом расстоянии от Солнца, чтобы его лучи не могли нагревать лёд. Они предположили, что лёд может сохраняться бесконечно долго. Чтобы проверить это, ученики решили провести эксперимент, наблюдая за куском льда в колбе, из которой откачали воздух. Получится ли у них подтвердить своё предположение? Обведите букву верного ответа и обоснуйте его.
А) Да
Б) Нет
Обоснование: В условиях отсутствия атмосферы и при большом расстоянии от солнца, кусок льда будет находиться в состоянии теплового равновесия. То есть, он не будет ни нагреваться, ни охлаждаться. Но без атмосферы также не будет и теплообмена между льдом и окружающим пространством. В результате, кусок льда не будет менять свою температуру, и будет казаться, что он сохраняется бесконечно долго.
Однако, как только воздух из колбы будет откачан, произойдет процесс испарения льда. Лед будет сублимировать, то есть испаряться, превращаясь сразу в газообразное состояние (пар), без перехода через жидкое состояние. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока весь лед не перейдет в газообразное состояние.
Поэтому, ученики не смогут подтвердить свое предположение, так как лед испарится, и в колбе останется только вакуум.
14. Объясните, почему сушёные фрукты и овощи дольше не портятся в отличие от свежих.
Ответ: Сушеные фрукты и овощи дольше хранятся, так как они содержат меньше воды, что замедляет рост микроорганизмов; в них происходят химические изменения, снижающие доступность питательных веществ для микроорганизмов; к тому же сушка часто происходит при высоких температурах, стерилизуя продукты; и наконец, они обычно упаковываются герметично, что препятствует доступу кислорода и загрязнению.
15. Если сушка продуктов осуществляется нагреванием, то очень эффективным способом
считается вакуумная сушка, проводимая при пониженном давлении. Объясните, в чём заключается эффективность такого способа.
Ответ: Эффективность вакуумной сушки обусловлена несколькими факторами. Во-первых, при понижении давления снижается и температура кипения воды. Это позволяет проводить сушку продуктов при более низких температурах, что снижает риск их разрушения и уменьшает затраты на электроэнергию. Во-вторых, в условиях вакуума вода испаряется быстрее, что ускоряет процесс сушки. В-третьих, при вакуумной сушке продукты лучше сохраняют свою текстуру, форму и цвет. Они также сохраняют больше питательных веществ, чем при обычной сушке. Наконец, вакуумная сушка эффективно подавляет рост микроорганизмов, так как в условиях вакуума и низкой температуры создаются неблагоприятные условия для их развития. В результате продукт получается более безопасным и дольше хранится.
16. Какой способ позволяет наиболее просто оценить количество удалённой из продукта
влаги, если проводить измерения до и после процесса сушки? Обведите букву верного ответа.
А) измерение температуры
Б) измерение массы
В) измерение объёма
Г) измерение плотности
17. Сушка овощей и фруктов отжимом дешевле. Но у неё есть несколько критических недостатков по сравнению с сушкой испарением. Какие это недостатки? Обведите буквы двух выбранных ответов.
А) удаление вместе с водой питательных веществ
Б) удаление недостаточного количества влаги
В) уменьшение объёма и массы продуктов
18. На графике ниже представлены полученные исследователями данные о содержании
остаточной влаги* (в процентах) в персиках, высушенных при определённой температуре и относительной влажности воздуха (40%, 50%, 60%).
18.1. Какие выводы можно сделать на основании данных, представленных на графике? Обведите буквы двух верных ответов.
А) Чем выше влажность воздуха, тем больше влаги остаётся в персиках при сушке.
Б) В процессе сушки персиков влажность воздуха увеличивается.
В) Чем выше температура сушки персиков, тем меньше в них остаётся влаги.
Г) Чем выше температура, тем выше скорость сушки персиков.
18.2. Если проводить сушку персиков при относительной влажности воздуха 50%, какой диапазон температур следует выбрать, чтобы остаточная влага в них была максимально близка к 14%?
Обведите букву верного ответа.
А) 20–22°C
Б) 29–31°C
В) 37–39°C
Г) 41–43°C
19. Возможна ли ситуация, когда сушка двух партий фруктов происходит при разных
значениях относительной влажности воздуха, а содержание остаточной влаги в обоих случаях получается одинаковым? Обведите букву верного ответа и обоснуйте его.
А) Да
Б) Нет
Обоснование: это зависит от температуры, например процент влаги по графику из прошлого задания будет 16% при относительной влажности 60% и температуре 43°С, а также при относительной влажности 50% и температуре 24°C
20. Школьница проводила исследовательскую работу, изучая, как влияет разделение яблок на дольки на скорость их сушки. Для этого первое яблоко было разделено на 2 дольки, второе – на 4 дольки, третье – на 8 долек. Все дольки были помещены в сушилку, в которой нагретый воздух обдувал кусочки яблок. Каждые два часа школьница измеряла, какая доля влаги была потеряна каждым яблоком и получила следующие результаты: Какие выводы можно сделать на основании данных, представленных в таблице? Обведите
буквы двух верных ответов.
А) Чем больше долек, на которые разделено яблоко, тем быстрее оно теряет влагу.
Б) Чем сильнее скорость обдува тёплым воздухом яблок, тем быстрее они сохнут.
В) Чем больше масса яблока, тем больше влаги оно теряет в процессе сушки.
Г) В процессе сушки скорость потери влаги уменьшается.
21. Как изменяются свойства яблока в процессе сушки? Если значение увеличивается,
поставьте ↑, если уменьшается – ↓, если значение не меняется – 0.
масса яблока — уменьшиться
доля сухих веществ в яблоке — увеличится
масса сухих веществ в яблоке — не изменится
количество влаги в яблоке — уменьшится