Номер 1, страница 88 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин

1. Как экспериментально подтвердить возможность совершения механической работы нагретым паром?

1. Чтобы экспериментально подтвердить возможность совершения механической работы нагретым паром, можно провести следующий опыт. Следует взять стеклянную пробирку, налить в нее небольшое количество воды (примерно на четверть объема) и плотно закрыть её резиновой или корковой пробкой. После этого нужно закрепить пробирку в штативе и начать её нагревать, например, с помощью спиртовки.

В процессе нагревания вода достигнет температуры кипения и начнет интенсивно испаряться, превращаясь в водяной пар. Молекулы пара движутся хаотично и с большими скоростями, ударяясь о стенки пробирки и пробку, создавая внутри высокое давление. Это давление будет значительно превышать атмосферное давление снаружи. В определенный момент сила давления пара, действующая на пробку изнутри, станет настолько большой, что преодолеет силу трения, и пробка с характерным звуком вылетит из пробирки.

Поскольку пробка пришла в движение под действием силы со стороны пара и переместилась на некоторое расстояние, это означает, что пар совершил механическую работу. Таким образом, данный эксперимент наглядно доказывает, что нагретый пар обладает энергией, за счет которой может совершать работу.

Ответ: Возможность совершения механической работы нагретым паром можно подтвердить, нагревая воду в закрытой пробкой пробирке. Когда вода закипит, образующийся пар расширится и вытолкнет пробку, что и будет являться совершением механической работы.

2. В ходе описанного выше эксперимента происходят последовательные превращения одного вида энергии в другой. Можно выделить следующую цепочку:

1. Изначально в топливе (например, в спирте для спиртовки) запасена химическая энергия.
2. В процессе горения топлива химическая энергия преобразуется в тепловую энергию (или, точнее, передается в виде количества теплоты).
3. Эта тепловая энергия передается воде, в результате чего увеличивается внутренняя энергия воды. Вода нагревается, а затем кипит, превращаясь в пар. Внутренняя энергия пара выше, чем внутренняя энергия воды той же температуры.
4. При расширении пара его внутренняя энергия совершает работу по выталкиванию пробки. Таким образом, внутренняя энергия пара преобразуется в механическую (кинетическую) энергию движущейся пробки.

Ответ: Происходит следующая цепь превращений энергии: химическая энергия топлива → тепловая энергия → внутренняя энергия пара → механическая (кинетическая) энергия пробки.