Номер 3, страница 26 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин

3. Что такое теплопередача? При каком условии возможен этот процесс?

3. Что такое теплопередача? При каком условии возможен этот процесс?

Теплопередача (или теплообмен) — это процесс передачи внутренней энергии от тела с более высокой температурой к телу с более низкой температурой, который происходит без совершения механической работы. Это один из двух способов изменения внутренней энергии системы.

Существует три вида теплопередачи:

• Теплопроводность — перенос энергии от более нагретых участков тела к менее нагретым за счет хаотического движения и взаимодействия микрочастиц (атомов, молекул, ионов). Этот механизм преобладает в твердых телах.
• Конвекция — перенос энергии потоками жидкости или газа. Более теплые, менее плотные слои поднимаются вверх, а более холодные и плотные опускаются вниз, создавая циркуляционные потоки, которые переносят тепло.
• Излучение — перенос энергии посредством электромагнитных волн (чаще всего инфракрасного излучения). В отличие от теплопроводности и конвекции, излучение может происходить в вакууме.

Главным и обязательным условием для протекания процесса теплопередачи является наличие разности температур ($T_1 \ne T_2$) между телами или частями одного тела. Тепловая энергия всегда самопроизвольно переходит от более нагретого тела к менее нагретому. Процесс останавливается, когда их температуры выравниваются и наступает тепловое равновесие.

Ответ: Теплопередача — это процесс изменения внутренней энергии без совершения работы, который происходит при наличии разности температур между телами, при этом энергия передается от более горячего тела к более холодному.

4. Приведите примеры изменения внутренней энергии

Внутреннюю энергию тела или системы тел можно изменить двумя способами: путем совершения механической работы или путем теплопередачи. В соответствии с первым законом термодинамики, изменение внутренней энергии ($ \Delta U $) системы равно сумме работы ($A$), совершенной над системой, и количества теплоты ($Q$), переданного системе: $ \Delta U = A + Q $.

Примеры изменения внутренней энергии путем совершения работы:

• Накачивание велосипедной шины: при резком сжатии воздуха в насосе над ним совершается работа, в результате чего его внутренняя энергия и температура возрастают. Корпус насоса при этом нагревается.
• Трение двух предметов: если потереть ладони друг о друга, работа сил трения преобразуется во внутреннюю энергию, и ладони нагреваются.
• Забивание гвоздя молотком: при ударе молотка по гвоздю совершается работа, которая частично переходит во внутреннюю энергию гвоздя и доски, вызывая их нагрев.

Примеры изменения внутренней энергии путем теплопередачи:

• Нагревание пищи на плите: тепло от конфорки передается кастрюле, а от нее — пище. Внутренняя энергия пищи увеличивается.
• Остывание чашки горячего чая: чай отдает тепло в окружающий воздух и в стол. Его внутренняя энергия уменьшается, и он остывает.
• Таяние льда в стакане с водой: тепло от более теплой воды передается более холодному льду. Внутренняя энергия льда увеличивается, и он плавится, а внутренняя энергия воды уменьшается.
• Нагрев крыши дома солнцем: крыша поглощает солнечное излучение, что приводит к увеличению ее внутренней энергии и температуры.

Ответ: Примеры изменения внутренней энергии: нагревание воды в чайнике (теплопередача), согревание рук трением (совершение работы), охлаждение напитка с помощью льда (теплопередача), нагрев насоса при накачивании колеса (совершение работы).