Номер 2, страница 89 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин

Глава 1. Тепловые явления. Параграф 23. Работа газа и пара при расширении. Обсуди с товарищем - номер 2, страница 89.

Условие.

2. Можно ли механическую энергию полностью превратить во внутреннюю?

Решение 1.

Решение 2.

Решение 3.

Решение 4.

Да, механическую энергию можно полностью превратить во внутреннюю. Этот процесс является одним из фундаментальных проявлений закона сохранения энергии (первого начала термодинамики) и постоянно происходит в окружающем нас мире.

Механическая энергия ($E_{мех}$) представляет собой сумму кинетической энергии (энергии движения, $E_k = \frac{mv^2}{2}$) и потенциальной энергии (энергии положения или взаимодействия, $E_p$). Внутренняя энергия ($U$) — это сумма кинетической энергии хаотического движения частиц (атомов, молекул), из которых состоит тело, и потенциальной энергии их взаимодействия друг с другом.

Полное превращение механической энергии во внутреннюю происходит всегда, когда работа совершается диссипативными силами (силами, приводящими к рассеянию энергии), такими как сила трения или сила сопротивления среды, и в результате этой работы тело или система тел прекращают упорядоченное макроскопическое движение.

Рассмотрим несколько наглядных примеров:

• Трение. Когда тело скользит по горизонтальной поверхности и останавливается под действием силы трения, вся его начальная кинетическая энергия переходит во внутреннюю энергию самого тела и поверхности. Мы можем наблюдать результат этого перехода в виде нагрева трущихся поверхностей.

• Неупругий удар. При абсолютно неупругом ударе, например, когда кусок пластилина падает на пол и прилипает к нему, вся его механическая энергия (кинетическая и потенциальная) в момент удара полностью преобразуется во внутреннюю энергию. Это приводит к деформации и нагреву пластилина и пола в месте соударения.

• Торможение. Когда автомобиль тормозит до полной остановки, его кинетическая энергия за счет работы сил трения в тормозной системе и трения шин о дорогу полностью преобразуется во внутреннюю энергию — тормозные диски и колодки могут раскаляться докрасна.

Важно отметить, что хотя механическая энергия может быть полностью преобразована во внутреннюю, обратный процесс — полное преобразование внутренней энергии (тепла) в механическую работу — невозможен в соответствии со вторым началом термодинамики. Любой тепловой двигатель может преобразовать в работу лишь часть полученного тепла, а остальную часть должен отдать более холодному телу (холодильнику).

Ответ: Да, механическую энергию можно полностью превратить во внутреннюю. Это происходит в любом процессе, где диссипативные силы, такие как трение, приводят к полной остановке макроскопического движения тела или системы тел.