Номер 6, страница 265 - гдз по физике 10 класс учебник часть 1 Генденштейн, Дик

Молекулярная физика и термодинамика. Глава 6. Термодинамика. Параграф 32. Тепловые двигатели, холодильники и кондиционеры - номер 6, страница 265.

Условие.

6. Происходит ли при работе теплового двигателя превращение внутренней энергии одного вида в другой вид? Обоснуйте свой ответ.

Решение.

Да, при работе теплового двигателя происходит превращение одного вида внутренней энергии в другой.

Обоснование:

Внутренняя энергия системы состоит из кинетической энергии хаотического движения составляющих ее частиц (молекул, атомов) и потенциальной энергии их взаимодействия.

В качестве примера рассмотрим работу наиболее распространенного теплового двигателя — двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Источником энергии для него служит топливо (например, бензин или дизельное топливо). Энергия, запасенная в топливе, является химической энергией. Это вид потенциальной энергии, обусловленный взаимным расположением атомов в молекулах и силами связи между ними. Таким образом, химическая энергия является составной частью внутренней энергии топливовоздушной смеси.

В цилиндре двигателя происходит процесс сгорания топлива — быстрая химическая реакция окисления. В ходе этой реакции происходит перестройка молекул: разрываются старые химические связи и образуются новые. При этом выделяется большое количество энергии, которое переходит в кинетическую энергию хаотического движения образовавшихся молекул газа (продуктов сгорания). Это проявляется в резком повышении температуры и давления газа.

Следовательно, в процессе сгорания происходит превращение одного вида внутренней энергии — химической (потенциальной энергии взаимодействия атомов в молекулах топлива) — в другой вид внутренней энергии — тепловую (кинетическую энергию хаотического движения молекул рабочего тела-газа).

Именно эта, преобразованная внутренняя энергия горячих газов, затем превращается в механическую работу при их расширении и движении поршня.

Ответ: Да, происходит. В тепловых двигателях, использующих химическое топливо (например, в двигателях внутреннего сгорания), химическая энергия топлива, являющаяся видом внутренней энергии, в процессе сгорания преобразуется в тепловую энергию (кинетическую энергию движения молекул) горячих газов, которая также является видом внутренней энергии.