Вариант 3, страница 62 - гдз по физике 8 класс дидактические материалы Марон, Марон

Самостоятельные работы. СР-1. Внутренняя энергия - страница 62.

Условие.

Вариант 3

1. Изменится ли внутренняя энергия воды в море с наступлением ночи?

2. Когда автомобиль больше расходует горючего: при езде без остановок или с остановками?

3. Почему при быстром скольжении вниз по шесту или канату можно обжечь руки?

Решение.

1. Изменится ли внутренняя энергия воды в море с наступлением ночи?

Внутренняя энергия тела напрямую зависит от его температуры, которая является мерой средней кинетической энергии его молекул. Днем вода в море поглощает солнечное излучение, ее температура повышается, а следовательно, увеличивается и ее внутренняя энергия. С наступлением ночи, когда солнечное излучение прекращается, вода начинает остывать, отдавая накопленное тепло в окружающую среду (атмосферу). Процесс остывания означает понижение температуры воды. С понижением температуры уменьшается средняя кинетическая энергия движения молекул воды, что приводит к уменьшению ее внутренней энергии.

Ответ: Да, изменится. Внутренняя энергия воды в море с наступлением ночи уменьшится, так как вода будет остывать.

2. Когда автомобиль больше расходует горючего: при езде без остановок или с остановками?

Автомобиль расходует значительно больше горючего при езде с остановками. При движении с постоянной скоростью (без остановок) двигатель совершает работу в основном для преодоления сил сопротивления воздуха и трения качения. В этом режиме расход топлива наиболее эффективен.
При езде с остановками (режим "старт-стоп", характерный для города) топливо расходуется неэффективно по следующим причинам:
1. Разгон: Чтобы набрать скорость, двигатель должен совершить большую работу по увеличению кинетической энергии автомобиля ($E_k = \frac{mv^2}{2}$). Это требует повышенного расхода топлива.
2. Торможение: При торможении вся набранная кинетическая энергия переходит в теплоту из-за трения в тормозных механизмах и бесполезно рассеивается в атмосфере. Эта энергия, полученная за счет сжигания топлива, фактически теряется.
Таким образом, каждый цикл "разгон-торможение" связан с потерей энергии, которую необходимо восполнять за счет сжигания дополнительного топлива. При непрерывной езде таких потерь нет.

Ответ: Автомобиль больше расходует горючего при езде с остановками.

3. Почему при быстром скольжении вниз по шесту или канату можно обжечь руки?

При скольжении вниз по шесту или канату между ладонями и поверхностью возникает сила трения. Эта сила совершает работу, которая, согласно закону сохранения энергии, преобразуется во внутреннюю энергию, то есть в теплоту. Количество выделившейся теплоты ($\text{Q}$) равно работе силы трения ($A_{тр}$), которая вычисляется как произведение модуля силы трения ($F_{тр}$) на пройденный путь ($\text{s}$): $Q = A_{тр} = F_{тр} \cdot s$.
При быстром скольжении эта работа совершается за очень короткий промежуток времени. Это означает, что мощность тепловыделения (скорость выделения тепла) очень велика. В результате интенсивного выделения тепла температура поверхности рук и каната в месте их контакта резко возрастает, что и приводит к термическому ожогу кожи.

Ответ: Ожог возникает из-за того, что работа силы трения между руками и поверхностью каната (шеста) преобразуется в большое количество теплоты. При быстром скольжении тепло выделяется очень интенсивно, вызывая резкое повышение температуры и ожог.