Номер 176, страница 31 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Тепловые явления. Закон сохранения и превращения энергии в механических и тепловых процессах - номер 176, страница 31.

Условие.

176. Почему от вращающегося точильного камня летят искры, если к нему прижать кусок стали?

Решение.

Появление искр при контакте стального предмета с вращающимся точильным камнем является результатом сложного физико-химического процесса, включающего трение, нагрев и горение.

1. Трение и выделение тепла: Когда сталь прижимается к быстро вращающемуся абразивному кругу, между ними возникает большая сила трения. Работа, совершаемая против этой силы, преобразуется в тепловую энергию. Из-за высокой скорости вращения и силы прижатия в зоне контакта выделяется огромное количество тепла, что приводит к локальному нагреву поверхностей до очень высоких температур (свыше 1000 °C).

2. Срезание частиц металла: Точильный камень изготовлен из твёрдых абразивных материалов (например, карбида кремния или оксида алюминия). Острые грани этих абразивных зёрен действуют как микроскопические резцы, срезая с поверхности стали мельчайшие частицы (стружку).

3. Воспламенение и горение: Срезанные частицы металла из-за трения мгновенно раскаляются докрасна. Обладая очень малым размером и, следовательно, большим отношением площади поверхности к объёму, они отлетают от камня и попадают в воздух, богатый кислородом. При такой высокой температуре происходит их бурное окисление, то есть горение. Именно этот процесс горения раскалённых металлических частиц мы и наблюдаем как сноп ярких искр.

Траектория полёта искр направлена по касательной к окружности точильного камня в точке контакта, что соответствует законам механики.

Ответ: Искры — это раскалённые до высокой температуры трением мельчайшие частицы стали, которые, отлетая от точильного камня, воспламеняются и сгорают в кислороде воздуха.