Номер 3, страница 7 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Синяков

Глава 1. Развитие представлений о природе теплоты. Параграф 1.2. Тепловые явления - номер 3, страница 7.

Условие.

3. Приведите примеры проявления тепловых явлений в быту и технике.

Решение.

Тепловые явления — это физические процессы, связанные с нагреванием и охлаждением тел, изменением их температуры и агрегатного состояния (плавление, кипение, конденсация и т. д.). Они основаны на передаче энергии в форме теплоты, которая может осуществляться тремя способами: теплопроводностью, конвекцией и излучением. Примеры проявления этих явлений можно найти повсюду в повседневной жизни и в работе технических устройств.

Примеры в быту:

• Нагревание и кипение воды: Когда мы ставим чайник на плиту, тепло от конфорки передается воде (теплопроводность и конвекция). Температура воды повышается, и при достижении 100°C она начинает кипеть, превращаясь в пар (парообразование).

• Охлаждение горячих напитков: Горячий чай или кофе остывают, отдавая тепло в окружающую среду через излучение и конвекцию, а также через стенки чашки (теплопроводность). Испарение с поверхности также ускоряет этот процесс.

• Таяние льда и замерзание воды: Кубик льда, оставленный при комнатной температуре, тает, поглощая тепло из воздуха (плавление). Зимой лужи на улице замерзают, отдавая тепло холодному воздуху (кристаллизация).

• Работа отопительных систем: Батареи центрального отопления нагревают воздух в комнате. Теплый воздух как менее плотный поднимается вверх, а холодный опускается вниз, создавая конвекционные потоки, которые прогревают всё помещение.

• Использование термоса: Термос сохраняет температуру напитков благодаря своей конструкции, которая минимизирует все виды теплопередачи: вакуум между стенками предотвращает теплопроводность и конвекцию, а зеркальные поверхности стенок уменьшают теплообмен за счет излучения.

• Тепловое расширение: Если металлическую крышку на стеклянной банке трудно открыть, ее поливают горячей водой. Крышка расширяется от нагрева сильнее, чем стекло, и легко откручивается.

Примеры в технике:

• Двигатель внутреннего сгорания (ДВС): Основа работы большинства автомобилей. Внутри цилиндров сгорает топливо, создавая горячие газы под высоким давлением. Эти газы расширяются и толкают поршни, преобразуя тепловую энергию в механическую работу.

• Тепловые и атомные электростанции: На ТЭС сжигают топливо, а на АЭС используют энергию ядерного распада для нагрева воды и превращения ее в пар. Пар под давлением вращает турбину, которая приводит в действие электрогенератор.

• Холодильное оборудование: Холодильники и кондиционеры работают по принципу обратного теплового цикла. Специальное вещество (хладагент) испаряется внутри камеры, забирая тепло, а затем сжимается и конденсируется снаружи, отдавая это тепло в окружающую среду.

• Металлургия: Процессы плавки, литья и сварки металлов основаны на их нагреве до высоких температур, при которых они переходят в жидкое состояние. Последующее охлаждение и затвердевание придает им нужную форму.

• Теплоизоляция: В строительстве зданий, производстве трубопроводов и бытовой техники (например, духовок) используются теплоизоляционные материалы (минеральная вата, пенопласт), чтобы уменьшить нежелательную передачу тепла.

• Терморегуляторы (термостаты): Устройства, используемые в утюгах, обогревателях, холодильниках для поддержания постоянной температуры. Часто их работа основана на биметаллической пластине, которая изгибается при изменении температуры, замыкая или размыкая электрическую цепь.

Ответ: Примеры тепловых явлений в быту включают кипение воды в чайнике, остывание чая, таяние льда, работу батарей отопления и использование термоса. В технике тепловые явления лежат в основе работы двигателей внутреннего сгорания, тепловых электростанций, холодильников, а также используются в металлургии и для теплоизоляции.