Номер 3.1, страница 15 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Тепловые явления. 3. Домашние экспериментальные задания - номер 3.1, страница 15.

Условие.

3.1. Положите на наковальню большой гвоздь (или кусок проволоки) и ударами молотка расплющите его. Прикоснитесь пальцем. Что вы почувствовали? Объясните явление.

Решение.

Решение

Что вы почувствовали?

Прикоснувшись пальцем к расплющенному ударами молотка гвоздю, можно почувствовать, что он стал горячим.

Объясните явление.

Это явление объясняется законом сохранения и превращения энергии. Когда молоток ударяет по гвоздю, он совершает механическую работу. Молот, как движущееся тело, обладает кинетической энергией ($E_k = \frac{mv^2}{2}$). Эта энергия расходуется на пластическую деформацию гвоздя — изменение его формы.

В процессе пластической деформации происходит смещение и трение слоёв кристаллической решётки металла. В результате механическая работа, совершённая молотком, переходит во внутреннюю энергию гвоздя. Внутренняя энергия тела представляет собой сумму кинетической энергии хаотического теплового движения его частиц (атомов) и потенциальной энергии их взаимодействия. Увеличение внутренней энергии тела приводит к увеличению скорости колебаний атомов в узлах кристаллической решётки, что макроскопически воспринимается как повышение его температуры.

Таким образом, механическая энергия движения молотка превращается во внутреннюю (тепловую) энергию гвоздя, из-за чего он нагревается.

Ответ: Прикоснувшись к гвоздю, можно почувствовать, что он нагрелся. Нагревание происходит из-за того, что механическая работа, совершаемая молотком по деформации гвоздя, преобразуется во внутреннюю энергию гвоздя, что приводит к повышению его температуры.