Номер 45.2, страница 166 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 45. Тепловые двигатели. Глава 6. Тепловые явления - номер 45.2, страница 166.

45.2 [1127] Относится ли огнестрельное оружие к тепловым двигателям?

Да, огнестрельное оружие можно и нужно считать разновидностью теплового двигателя. Чтобы доказать это, необходимо проанализировать принцип его действия и сравнить с определением теплового двигателя.

Тепловой двигатель — это устройство, которое преобразует внутреннюю (тепловую) энергию в механическую работу. Для функционирования любого теплового двигателя необходимы три основных элемента: нагреватель, рабочее тело и холодильник.

Рассмотрим, как эти элементы представлены в огнестрельном оружии:

1. Нагреватель. При выстреле происходит воспламенение и очень быстрое сгорание пороха. Этот процесс является экзотермической химической реакцией, в ходе которой выделяется большое количество теплоты. Таким образом, сгорающий пороховой заряд выполняет функцию нагревателя.

2. Рабочее тело. В результате сгорания пороха образуются раскаленные газы, находящиеся под очень высоким давлением. Эти газы и являются рабочим телом.

3. Совершение механической работы. Под давлением раскаленных газов пуля начинает движение по каналу ствола. Газы, расширяясь, толкают пулю, совершая над ней механическую работу. Эта работа идет на увеличение кинетической энергии пули. Таким образом, внутренняя энергия газов преобразуется в механическую энергию.

4. Холодильник. После того как пуля покидает ствол, пороховые газы вырываются наружу и смешиваются с окружающим воздухом, отдавая ему остатки своей тепловой энергии. Нагретый ствол оружия также отдает тепло в окружающую среду. Следовательно, атмосфера играет роль холодильника.

Единственным существенным отличием огнестрельного оружия от классических тепловых машин, таких как двигатель внутреннего сгорания автомобиля, является то, что его работа не циклична. Это тепловой двигатель однократного действия. Однако сам фундаментальный принцип преобразования теплоты в работу полностью соблюдается.

Ответ: Да, огнестрельное оружие относится к тепловым двигателям, поскольку в нем происходит преобразование тепловой энергии, выделяющейся при сгорании пороха, в механическую работу по сообщению кинетической энергии пуле.