Номер 1.8, страница 4 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Тепловые явления. 1. Внутренняя энергия - номер 1.8, страница 4.

Условие.

1.8. Каким способом изменяется внутренняя энергия детали в следующих случаях:

a) при обработке детали на токарном станке;

б) при нагревании детали в печи перед закалкой;

в) при сверлении в детали отверстий;

г) при быстром охлаждении горячей детали в воде?

Решение.

Внутреннюю энергию тела можно изменить двумя способами: совершением механической работы над телом (или самим телом) и теплопередачей (теплообменом). Рассмотрим каждый случай.

а) при обработке детали на токарном станке;

При обработке детали на токарном станке резец и деталь движутся друг относительно друга, преодолевая силу трения. В результате совершается механическая работа, которая приводит к нагреву детали. Нагрев означает увеличение средней кинетической энергии хаотического движения частиц вещества, из которого состоит деталь. Так как внутренняя энергия тела есть сумма кинетических энергий всех его частиц и потенциальной энергии их взаимодействия, то при нагреве внутренняя энергия детали увеличивается. Таким образом, изменение внутренней энергии происходит за счет совершения работы.

Ответ: внутренняя энергия детали увеличивается за счет совершения механической работы.

б) при нагревании детали в печи перед закалкой;

Когда деталь помещают в горячую печь, между ней и окружающей средой в печи (нагретым воздухом, стенками печи) возникает разность температур. Это приводит к процессу теплопередачи: деталь получает энергию от более горячей среды без совершения механической работы. Полученная энергия увеличивает скорость движения частиц детали, что приводит к росту ее внутренней энергии.

Ответ: внутренняя энергия детали увеличивается за счет теплопередачи.

в) при сверлении в детали отверстий;

Процесс сверления, как и обработка на токарном станке, связан с трением. Вращающееся сверло совершает работу против сил трения, возникающих между ним и деталью. Эта работа преобразуется во внутреннюю энергию, что вызывает сильный нагрев и сверла, и детали. Увеличение температуры детали свидетельствует об увеличении ее внутренней энергии. Следовательно, изменение внутренней энергии происходит путем совершения механической работы.

Ответ: внутренняя энергия детали увеличивается за счет совершения механической работы.

г) при быстром охлаждении горячей детали в воде?

При погружении горячей детали в холодную воду между ними происходит теплообмен. Так как температура детали выше температуры воды, тепловая энергия передается от детали к воде. В результате деталь остывает, а вода нагревается. Уменьшение температуры детали означает, что ее внутренняя энергия уменьшается. Этот процесс изменения внутренней энергии является теплопередачей.

Ответ: внутренняя энергия детали уменьшается за счет теплопередачи.