Номер 38.25, страница 143 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 38. Внутренняя энергия. Глава 6. Тепловые явления - номер 38.25, страница 143.

38.25 [933] Объясните, на каком физическом явлении основан способ добывания огня трением.

38.25 [933]

Решение

Способ добывания огня трением основан на фундаментальном физическом явлении — преобразовании одного вида энергии в другой, а именно, механической энергии во внутреннюю энергию.

Этот процесс можно разложить на несколько этапов:

1. Когда два тела (например, два куска сухой древесины) трутся друг о друга, между их поверхностями возникает сила трения. Эта сила всегда направлена против относительного движения тел.
2. Для поддержания движения необходимо совершать механическую работу против силы трения. Эта работа $A$ равна произведению модуля силы трения $F_{тр}$ на расстояние $s$, на которое переместились тела друг относительно друга: $A = F_{тр} \cdot s$.
3. Согласно первому началу термодинамики (закону сохранения энергии), совершённая работа не исчезает бесследно. В данном случае, механическая работа, затраченная на преодоление сил трения, переходит во внутреннюю энергию трущихся тел.
4. Внутренняя энергия тела связана с кинетической энергией хаотического движения его молекул и потенциальной энергией их взаимодействия. Увеличение внутренней энергии приводит к росту средней кинетической энергии молекул, что макроскопически проявляется как повышение температуры тел в месте их контакта.
5. При достаточно интенсивном трении температура может достичь значения, называемого температурой воспламенения. Для древесины, особенно для мелких частиц (трута), образующихся при трении, эта температура составляет около 250–300 °C. При достижении этой температуры и наличии кислорода из воздуха происходит химическая реакция горения — появляется огонь.

Таким образом, суть метода заключается в совершении достаточной механической работы для того, чтобы за счёт трения повысить температуру материала до точки его воспламенения.

Ответ: Способ добывания огня трением основан на явлении преобразования механической энергии во внутреннюю (тепловую) энергию при совершении работы против силы трения, что приводит к нагреву тел до температуры воспламенения.