Номер 1, страница 130, часть 1 - гдз по физике 8 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 3. Тепловые двигатели. Параграф 33. Холодильные машины. Повторим изученное - номер 1, страница 130.

Условие.

• Как происходит процесс передачи энергии?

Решение.

Процесс передачи энергии — это фундаментальное явление в физике, описывающее перемещение энергии от одного объекта к другому или ее преобразование из одной формы в другую. Согласно закону сохранения энергии, она не создается и не уничтожается. Передача энергии может происходить двумя основными способами: совершением работы и теплопередачей (теплообменом).

Совершение работы

Работа является способом передачи энергии от одного тела к другому при их механическом взаимодействии. Это упорядоченная, макроскопическая форма передачи энергии. Работа совершается, когда на тело действует сила, и тело под действием этой силы перемещается. Механическая работа вычисляется по формуле $A = F \cdot s \cdot \cos \alpha$, где $\text{F}$ — приложенная сила, $\text{s}$ — перемещение, а $\alpha$ — угол между векторами силы и перемещения. Когда над системой совершается положительная работа, ее энергия увеличивается. Например, поднимая груз, мы совершаем работу и увеличиваем его потенциальную энергию.

Второй основной способ передачи энергии — это теплопередача. Это неупорядоченный, микроскопический процесс передачи внутренней энергии от более нагретого тела к менее нагретому, не связанный с совершением макроскопической работы. Существует три вида теплопередачи:

Теплопроводность

Это перенос энергии внутри тела или между контактирующими телами за счет взаимодействия их частиц. Частицы в более нагретой области колеблются интенсивнее и, сталкиваясь с соседними, "холодными" частицами, передают им часть своей кинетической энергии. Сам перенос вещества при этом не происходит. Теплопроводность характерна для всех агрегатных состояний, но наиболее выражена в твердых телах, особенно в металлах (за счет движения свободных электронов).

Конвекция

Этот вид теплопередачи свойственен только жидкостям и газам. Перенос энергии осуществляется потоками (струями) самого вещества. При нагревании нижние слои жидкости или газа расширяются, их плотность уменьшается, и под действием силы Архимеда они поднимаются вверх. Их место занимают более холодные и плотные верхние слои, которые опускаются вниз. Так возникают конвекционные потоки, которые перемешивают вещество и переносят тепло. Примеры: кипение воды, ветер, отопление помещений.

Излучение

Это передача энергии посредством электромагнитных волн (в основном инфракрасного диапазона). Любое тело, температура которого выше абсолютного нуля ($\text{0}$ К), испускает тепловое излучение. Для этого вида теплопередачи не нужна среда, он может происходить и в вакууме. Интенсивность излучения сильно зависит от температуры тела. Именно благодаря излучению мы ощущаем тепло от Солнца, костра или раскаленной печи.

В реальных условиях различные механизмы передачи энергии часто действуют одновременно. Например, чашка с горячим чаем остывает, отдавая тепло через теплопроводность кружке и столу, через конвекцию — окружающему воздуху, а также путем излучения в пространство.

Ответ: Процесс передачи энергии происходит двумя основными путями: 1) совершением работы, когда энергия передается упорядоченно под действием силы; 2) теплопередачей (теплообменом), когда внутренняя энергия передается неупорядоченно от более нагретого тела к менее нагретому. Теплопередача осуществляется тремя способами: теплопроводностью (через прямой контакт частиц), конвекцией (потоками жидкости или газа) и излучением (электромагнитными волнами).