Номер 4, страница 204 - гдз по физике 7 класс учебник Пёрышкин, Иванов

Глава 4. Работа и мощность. Энергия. Параграф 60. Превращение механической энергии одного вида в другой. Ответь на вопросы - номер 4, страница 204.

Условие.

4. Предложите эксперимент, подтверждающий, что энергия может переходить от одного тела к другому.

Решение.

Решение 2.

Для демонстрации того, что энергия может переходить от одного тела к другому, можно провести простой и наглядный эксперимент по теплопередаче.

Оборудование: два стакана, вода, термометр, нагреватель (например, электрический чайник), металлический предмет (например, стальная ложка или цилиндр).

Ход эксперимента:

1. Нальем в один стакан холодную воду, а в другой — горячую, предварительно нагретую в чайнике.

2. Измерим с помощью термометра начальную температуру воды в обоих стаканах. Например, температура холодной воды $T_{\text{хол}} = 20^\circ\text{C}$, а горячей $T_{\text{гор}} = 80^\circ\text{C}$.

3. Опустим металлический предмет на некоторое время (1–2 минуты) в стакан с горячей водой. За это время предмет нагреется, получив внутреннюю энергию от горячей воды.

4. Быстро перенесем нагретый металлический предмет из стакана с горячей водой в стакан с холодной водой.

5. Через несколько минут снова измерим температуру воды в стакане, в который мы поместили предмет. Мы обнаружим, что ее температура повысилась (например, стала $24^\circ\text{C}$). Сам предмет при этом остыл.

Вывод: Нагретый предмет, обладающий большей внутренней энергией, передал часть своей энергии более холодному телу — воде. В результате вода получила энергию и ее температура повысилась, а предмет отдал энергию и его температура понизилась. Этот эксперимент доказывает, что энергия может переходить от одного тела к другому.

Ответ: Эксперимент с переносом нагретого металлического предмета в холодную воду, в результате которого вода нагревается, демонстрирует переход внутренней энергии от одного тела к другому.

5. В данном контексте речь идет о фундаментальном законе природы — законе сохранения энергии. Его формулировка следующая:

Энергия никогда не возникает из ничего и не исчезает бесследно. В замкнутой (изолированной) физической системе полная энергия сохраняется с течением времени. Энергия может только превращаться из одного вида в другой или переходить от одного тела к другому в равных количествах.

Для механических процессов в системе, где действуют только консервативные силы (такие как сила тяжести и сила упругости) и отсутствуют диссипативные силы (например, трение), закон сохранения полной механической энергии выражается формулой:

$E_к + E_п = \text{const}$

Здесь $E_к$ — это кинетическая энергия системы (энергия движения), а $E_п$ — её потенциальная энергия (энергия взаимодействия). Сумма этих энергий остается неизменной.

Ответ: Закон сохранения энергии: в замкнутой системе энергия не создается и не уничтожается, а лишь превращается из одного вида в другой или переходит от одного тела к другому, при этом ее полное количество остается неизменным.