Номер 1, страница 12 - гдз по физике 8 класс дидактические материалы Марон, Марон

Тренировочные задания. Тепловые явления. ТЗ-5. Энергия топлива - номер 1, страница 12.

Условие.

1. На основе молекулярно-кинетической теории строения вещества объясните, как происходит процесс горения топлива.

Решение.

Решение:

Процесс горения топлива можно объяснить на основе ключевых положений молекулярно-кинетической теории (МКТ). Эта теория утверждает, что все вещества состоят из мельчайших частиц (молекул), которые находятся в непрерывном хаотическом движении, причем скорость этого движения (кинетическая энергия) напрямую зависит от температуры.

Процесс горения с точки зрения МКТ можно разбить на следующие этапы:

1. Инициирование (поджиг). Топливо и окружающий его кислород состоят из молекул, находящихся в постоянном тепловом движении. Чтобы запустить горение, необходимо внешнее воздействие — нагрев до температуры воспламенения (например, от искры или пламени спички). Согласно МКТ, повышение температуры означает увеличение средней кинетической энергии молекул. Они начинают двигаться значительно быстрее и колебаться интенсивнее.

2. Реакция окисления. Из-за возросшей скорости движение молекул топлива и кислорода становится настолько интенсивным, что их столкновения становятся более частыми и сильными. Когда энергия столкновения оказывается достаточной (превышает так называемую энергию активации), она способна разрушить химические связи внутри исходных молекул. Атомы, из которых состояли молекулы топлива (в основном углерод и водород) и кислорода, перегруппировываются.

3. Образование продуктов и выделение энергии. В результате перегруппировки атомов образуются новые, более стабильные молекулы продуктов сгорания, как правило, углекислого газа ($CO_2$) и воды ($H_2O$). Процесс образования этих новых, более прочных связей сопровождается выделением избыточной энергии в виде большого количества тепла и света, так как внутренняя энергия продуктов сгорания меньше внутренней энергии исходных веществ.

4. Самоподдержание реакции. Выделившееся тепло мгновенно передается соседним, еще не среагировавшим молекулам топлива и кислорода, увеличивая их кинетическую энергию. Это приводит к новым энергичным столкновениям и последующим актам реакции. Таким образом, процесс становится самоподдерживающимся и лавинообразным (цепная реакция), продолжаясь до тех пор, пока не закончится топливо или доступ кислорода.

Таким образом, с точки зрения МКТ, горение — это цепная химическая реакция, в которой тепловое движение молекул, усиленное до определенного порога, приводит к их разрушению и созданию новых молекул с выделением энергии, которая, в свою очередь, поддерживает это интенсивное движение в соседних слоях вещества.

Ответ:

На основе молекулярно-кинетической теории, горение топлива — это процесс, начинающийся с увеличения кинетической энергии молекул топлива и кислорода при нагревании (поджиге). Вследствие этого молекулы начинают двигаться быстрее, сталкиваться чаще и с большей силой. При достаточно энергичных столкновениях разрываются химические связи в исходных молекулах, и атомы перегруппировываются, образуя новые молекулы продуктов сгорания (например, $CO_2$ и $H_2O$). Этот процесс сопровождается выделением энергии (тепла и света), которая повышает температуру и кинетическую энергию соседних молекул, вызывая их реакцию и поддерживая тем самым цепной, самораспространяющийся процесс горения.