Номер 165, страница 30 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Тепловые явления. Закон сохранения и превращения энергии в механических и тепловых процессах - номер 165, страница 30.

Условие.

165. В каком месте водопада температура воды выше? Какие превращения кинетической энергии воды при этом происходят?

Решение.

В каком месте водопада температура воды выше?

Температура воды выше у подножия водопада. Это явление объясняется законом сохранения и превращения энергии. В верхней точке водопада вода обладает максимальной потенциальной энергией, определяемой формулой $E_p = mgh$, где $\text{m}$ – масса воды, $\text{g}$ – ускорение свободного падения, а $\text{h}$ – высота падения.

Во время падения потенциальная энергия воды преобразуется в кинетическую энергию движения, описываемую формулой $E_k = \frac{mv^2}{2}$. В результате скорость потока воды постоянно увеличивается, достигая максимального значения прямо перед ударом о поверхность у основания водопада.

В момент удара о камни или поверхность водоёма у подножия происходит резкое торможение потока. Накопленная кинетическая энергия не исчезает, а преобразуется в другие формы. Основная ее часть переходит во внутреннюю энергию воды, то есть в энергию хаотического движения ее молекул. Увеличение внутренней энергии проявляется как повышение температуры воды. Небольшая часть энергии также расходуется на создание звуковых волн (шум водопада) и на совершение механической работы (эрозия пород, образование брызг).

Ответ: Температура воды выше у подножия водопада.

Какие превращения кинетической энергии воды при этом происходят?

Основные превращения кинетической энергии воды происходят в момент ее удара о подножие водопада. В этой точке упорядоченное движение потока прекращается, и его кинетическая энергия преобразуется в следующие виды энергии:

Во-первых, основная часть кинетической энергии переходит во внутреннюю (тепловую) энергию. В результате удара и внутреннего трения в воде усиливается хаотическое движение ее молекул, что и приводит к нагреву воды.

Во-вторых, часть кинетической энергии преобразуется в звуковую энергию – это тот самый шум, который мы слышим у водопада.

В-третьих, часть энергии совершает механическую работу по разрушению и перемещению камней и грунта (эрозия), а также по образованию водяных брызг и пены.

Ответ: Кинетическая энергия падающей воды у подножия водопада превращается преимущественно во внутреннюю энергию (вызывая нагрев воды), а также частично в звуковую энергию и в работу по эрозии и образованию брызг.