Номер 4, страница 184 - гдз по физике 10 класс учебник Кабардин, Орлов

4. При помощи какого простейшего устройства можно преобразовать энергию хаотичного движения молекул в механическую энергию?

4. Энергию хаотичного движения молекул (внутреннюю энергию) можно преобразовать в механическую энергию с помощью устройства, называемого тепловым двигателем. Простейшим примером такого устройства является цилиндр, в котором под подвижным поршнем находится газ или пар.

Принцип работы следующий: газу сообщается теплота, в результате чего его внутренняя энергия увеличивается. Это означает, что молекулы газа начинают двигаться с большей скоростью и чаще сталкиваются с поршнем. Давление газа на поршень возрастает. Если это давление превышает внешнее давление, газ расширяется, толкая поршень и совершая механическую работу. Таким образом, часть тепловой энергии, полученной газом, преобразуется в полезную механическую работу. Этот принцип лежит в основе работы двигателей внутреннего сгорания, паровых турбин и других тепловых машин.

Ответ: Простейшим устройством для преобразования энергии хаотичного движения молекул в механическую энергию является цилиндр с газом (или паром) под подвижным поршнем.

5. (Вопрос на изображении неполон. Ниже дан ответ на наиболее вероятный полный вопрос: "Приведите примеры процессов, при которых механическая энергия переходит во внутреннюю?")

Преобразование механической энергии во внутреннюю происходит всегда, когда работа совершается против сил трения или при неупругой деформации тел. В этих процессах кинетическая или потенциальная энергия системы уменьшается, а температура тел (то есть их внутренняя энергия) увеличивается.

Примеры таких процессов:

1. Трение: при торможении автомобиля его кинетическая энергия переходит во внутреннюю энергию тормозных колодок и дисков, в результате чего они сильно нагреваются.

2. Неупругий удар: при падении молотка на свинцовую плиту его кинетическая энергия в момент удара превращается во внутреннюю энергию молотка и плиты, что можно заметить по их нагреву.

3. Деформация: если несколько раз быстро согнуть и разогнуть кусок металлической проволоки, место сгиба заметно нагреется. Механическая работа, затраченная на деформацию, перешла во внутреннюю энергию.

4. Перемешивание жидкости: при интенсивном перемешивании (например, в миксере) механическая работа винта преобразуется во внутреннюю энергию жидкости, и ее температура незначительно повышается.

Ответ: Примерами процессов, в которых механическая энергия переходит во внутреннюю, являются: трение (например, торможение), неупругие соударения (удар молотком по наковальне), пластическая деформация (сгибание проволоки), вязкое течение (перемешивание жидкости).