Номер 38.15, страница 142 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 38. Внутренняя энергия. Глава 6. Тепловые явления - номер 38.15, страница 142.

38.15 [924] Спичка загорается при трении её о коробок. Она вспыхивает и при внесении её в пламя свечи. В чём сходство и различие причин, приводящих к воспламенению спички в обоих случаях?

Решение

Сходство

Сходство в обоих случаях заключается в конечном условии, необходимом для воспламенения: головка спички должна быть нагрета до определённой температуры, называемой температурой воспламенения. При достижении этой температуры внутренняя энергия веществ в головке спички становится достаточной для запуска быстрой экзотермической химической реакции — горения.

Различие

Различие состоит в способе, которым спичка получает энергию для нагрева до температуры воспламенения.

• При трении о коробок: Нагрев является результатом преобразования энергии. Механическая работа, совершаемая против силы трения, переходит во внутреннюю (тепловую) энергию. То есть, происходит преобразование механической энергии в тепловую. Работа силы трения $A_{тр}$ вызывает выделение количества теплоты $Q$, которое и нагревает спичку: $A_{тр} = Q$.

• При внесении в пламя свечи: Нагрев происходит путём прямого теплообмена. Спичка получает тепловую энергию от пламени (более нагретого тела) посредством теплопередачи (конвекции и излучения). В этом случае происходит передача уже существующей тепловой энергии от одного тела к другому, а не её преобразование из другого вида энергии.

Ответ: Сходство: в обоих случаях для воспламенения спичку необходимо нагреть до температуры воспламенения. Различие: в первом случае нагрев происходит за счёт работы силы трения (преобразование механической энергии в тепловую), а во втором — за счёт прямой теплопередачи от пламени.