Номер 4, страница 23, часть 1 - гдз по физике 8 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 1. Глава 2. Основы термодинамики. Параграф 9. Изменение внутренней энергии термодинамической системы в результате теплообмена - номер 4, страница 23.

Условие.

4. Из морозильника в комнату внесли замороженный кусок мяса и положили его на тарелку. Опишите процессы теплообмена. Какие тела будут отдавать, а какие — получать теплоту? Внутренняя энергия каких тел будет увеличиваться, а каких — уменьшаться?

Решение.

Опишите процессы теплообмена.

Когда замороженный кусок мяса вносят в теплую комнату, начинается процесс теплообмена, так как существует разница температур между мясом, тарелкой и окружающим воздухом. Этот процесс включает в себя три основных механизма теплопередачи:

1. Теплопроводность. Это передача тепла при непосредственном контакте тел. В данном случае тепло будет передаваться от более теплой тарелки к более холодному куску мяса в месте их соприкосновения.

2. Конвекция. Это перенос тепла потоками жидкости или газа. Теплый воздух в комнате, соприкасаясь с холодной поверхностью мяса, отдает ему тепло и охлаждается. Охлажденный воздух становится плотнее и опускается, а на его место поднимаются более теплые слои воздуха. Такие циркулирующие потоки эффективно нагревают мясо со всех сторон.

3. Излучение. Все нагретые тела испускают тепловое (инфракрасное) излучение. Стены комнаты, тарелка и другие предметы имеют более высокую температуру, чем мясо, и поэтому излучают больше энергии, чем оно. Мясо поглощает эту энергию, что также способствует его нагреву.

Ответ: Теплообмен между мясом, тарелкой и воздухом будет происходить за счет теплопроводности, конвекции и излучения.

Какие тела будут отдавать, а какие – получать теплоту?

В соответствии с законами термодинамики, тепловая энергия всегда самопроизвольно передается от тел с более высокой температурой к телам с более низкой температурой. В рассматриваемой ситуации самыми теплыми телами являются тарелка и воздух в комнате, а самым холодным — замороженный кусок мяса.

Ответ: Отдавать теплоту будут тарелка и окружающий воздух. Получать теплоту будет замороженный кусок мяса.

Внутренняя энергия каких тел будет увеличиваться, а каких – уменьшаться?

Изменение внутренней энергии тела при теплообмене напрямую связано с количеством полученной или отданной теплоты. Если тело получает теплоту, его внутренняя энергия растет. Если отдает — уменьшается.

Поскольку кусок мяса получает теплоту от окружения, его внутренняя энергия будет увеличиваться. Это будет проявляться в повышении его температуры и таянии льда внутри него (фазовый переход).

Тарелка и воздух в комнате, наоборот, отдают теплоту, поэтому их внутренняя энергия будет уменьшаться, что приведет к их незначительному охлаждению.

Ответ: Внутренняя энергия замороженного куска мяса будет увеличиваться, а внутренняя энергия тарелки и окружающего воздуха будет уменьшаться.