✔ вопрос (1), страница 97 - гдз по химии 7 класс учебник Еремин, Дроздов

Глава 2. Экспериментальная работа с веществами. §15. Нагревание. Вопросы перед параграфом - страница 97.

Условие.

Какие существуют способы нагревания веществ?

Решение.

Решение 2.

Нагревание вещества — это процесс увеличения его внутренней энергии, который обычно проявляется в виде повышения температуры. Существует несколько фундаментальных способов, которыми можно нагреть вещество.

1. Теплопроводность

Это процесс передачи тепловой энергии от более нагретых частей тела к менее нагретым вследствие теплового движения и взаимодействия микрочастиц (атомов, молекул, ионов, электронов). Теплопроводность происходит при непосредственном контакте тел или внутри одного тела. Особенно хорошо этот механизм работает в твердых телах, в частности в металлах, где свободные электроны эффективно переносят энергию. В жидкостях и газах теплопроводность выражена значительно слабее. Пример: нагревание ручки металлической ложки, опущенной в стакан с горячим чаем.

Ответ: Нагревание вещества при прямом контакте за счет передачи энергии между его частицами.

2. Конвекция

Этот способ передачи тепла характерен для жидкостей и газов. Нагревание происходит путем переноса энергии потоками самого вещества. При нагревании нижние слои жидкости или газа расширяются, их плотность уменьшается, и под действием силы Архимеда они поднимаются вверх. На их место опускаются более холодные и плотные верхние слои. Этот процесс циркуляции называется конвекцией. Примеры: кипение воды в чайнике, работа систем водяного отопления, возникновение ветров в атмосфере.

Ответ: Нагревание вещества путем переноса энергии потоками (струями) жидкости или газа.

3. Излучение (тепловое излучение)

Это перенос энергии в виде электромагнитных волн, которые испускают все тела, имеющие температуру выше абсолютного нуля. Интенсивность и спектральный состав излучения зависят от температуры тела. В отличие от теплопроводности и конвекции, для излучения не требуется среда-посредник, оно может распространяться и в вакууме. Любое тело не только излучает, но и поглощает энергию. Если тело поглощает больше энергии, чем излучает, оно нагревается. Пример: тепло, которое мы ощущаем от Солнца, костра или раскаленной печи.

Ответ: Нагревание вещества путем поглощения им энергии электромагнитного излучения.

4. Совершение механической работы

Внутреннюю энергию тела, а следовательно, и его температуру, можно увеличить, совершив над ним механическую работу. Это может происходить разными путями, например, за счет трения (при трении ладоней друг о друга они нагреваются) или деформации (при быстром и многократном сгибании проволоки место сгиба нагревается; при резком сжатии газа его температура растет, что можно наблюдать при работе насоса).

Ответ: Нагревание вещества в результате преобразования механической энергии во внутреннюю при трении, ударе или деформации.

5. Превращение электрической энергии в тепловую

При прохождении электрического тока через проводник его внутренняя энергия увеличивается, и он нагревается. Это явление описывается законом Джоуля-Ленца, согласно которому количество выделившейся теплоты $Q$ прямо пропорционально квадрату силы тока $I$, сопротивлению проводника $R$ и времени прохождения тока $t$: $Q = I^2 \cdot R \cdot t$. Этот принцип лежит в основе работы большинства электрических нагревательных приборов: электроплит, утюгов, кипятильников, обогревателей.

Ответ: Нагревание проводника при прохождении по нему электрического тока (закон Джоуля-Ленца).

6. Химические и ядерные реакции

Многие процессы сопровождаются выделением энергии, которая приводит к нагреву окружающих веществ. К ним относятся экзотермические химические реакции, самой известной из которых является горение (дров, газа, угля). Также огромное количество теплоты выделяется в ходе ядерных реакций, например, при делении ядер урана в ядерных реакторах или в ходе термоядерного синтеза на Солнце.

Ответ: Нагревание в результате выделения энергии при химических (например, горение) или ядерных реакциях.