Номер 168, 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 168, страница 30.

Условие.

168. Какие превращения и переходы энергии происходят во время выстрела из винтовки?

Решение.

Решение

Процесс выстрела из винтовки представляет собой сложную цепь превращений и переходов энергии. Основным источником является химическая энергия, запасенная в порохе патрона.

Изначально система «винтовка-патрон» находится в покое, и основная энергия сосредоточена в химических связях молекул пороха. Когда боек ударяет по капсюлю, его механическая энергия (преобразованная из потенциальной энергии сжатой пружины) инициирует химическую реакцию горения.

Эта реакция протекает очень быстро, высвобождая большое количество энергии. Химическая энергия пороха преобразуется во внутреннюю (тепловую) энергию образовавшихся пороховых газов, которые имеют очень высокую температуру и давление.

Далее, расширяясь, эти горячие газы совершают работу. Их внутренняя энергия преобразуется в несколько видов энергии.

Прежде всего, она переходит в кинетическую энергию пули, разгоняя ее в стволе. Кинетическая энергия пули массой $m_{п}$ и скоростью $v_{п}$ равна $E_{к,п} = \frac{m_{п} v_{п}^2}{2}$. Это является основной целью выстрела.

Согласно закону сохранения импульса, винтовка получает импульс в противоположном направлении, что проявляется как отдача. Таким образом, часть внутренней энергии газов переходит и в кинетическую энергию самой винтовки.

Однако значительная часть энергии рассеивается в окружающую среду. Часть внутренней энергии газов превращается в тепловую энергию, которая нагревает ствол, гильзу и саму пулю. Энергия также уносится в виде звуковой волны (громкий звук выстрела) и световой энергии (яркая дульная вспышка). Кроме того, сами газы, вылетающие из ствола, обладают кинетической и остаточной внутренней энергией.

Ответ:

Во время выстрела из винтовки происходит следующая последовательность превращений энергии: химическая энергия, запасенная в порохе, в результате его сгорания переходит во внутреннюю (тепловую) энергию горячих пороховых газов. Затем внутренняя энергия расширяющихся газов преобразуется в кинетическую энергию летящей пули и движущейся назад винтовки (отдача). Часть энергии также переходит в тепловую энергию (нагрев ствола и гильзы), энергию звуковой волны (звук выстрела) и световую энергию (дульная вспышка).