Номер 1, страница 136 - гдз по физике 8 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 5. Тепловые свойства газов, жидкостей и твёрдых тел. Параграф 33. Применение газов в технике. Вопросы для самопроверки - номер 1, страница 136.

Условие.

1. Какое свойство газов способствует их применению в технике?

Решение.

1. Решение

Ключевым свойством газов, которое обусловливает их широкое применение в технике, является их способность легко изменять свой объем и давление под действием внешних сил и при изменении температуры. Это общее свойство проявляется в двух основных формах: высокой сжимаемости и большом коэффициенте теплового расширения.

Сжимаемость — это способность газа значительно уменьшаться в объеме под действием внешнего давления. Это свойство используется для:

- Хранения и транспортировки газов: большие объемы газа можно сжать и поместить в баллоны относительно небольшого размера (например, сжатый воздух для аквалангов, кислород в медицинских баллонах, метан для газовых автомобилей).
- Создания рабочего усилия: энергия сжатого газа преобразуется в механическую работу в пневматических системах, таких как тормоза поездов и грузовиков, отбойные молотки, пневматические прессы и различные приводы.

Расширяемость — это способность газа значительно увеличивать свой объем при нагревании. Это свойство лежит в основе работы всех тепловых двигателей:

- В двигателях внутреннего сгорания (ДВС) быстрое сгорание топливно-воздушной смеси приводит к образованию газов высокой температуры и давления. Расширяясь, эти газы толкают поршень, совершая полезную работу.
- В паровых и газовых турбинах поток нагретого газа или пара, расширяясь, вращает лопатки турбины, которая, в свою очередь, приводит в движение электрогенератор.

Таким образом, именно способность газов быть рабочим телом для преобразования энергии (тепловой в механическую) или для ее накопления и передачи является фундаментальной для их использования в технике.

Ответ: Основное свойство газов, способствующее их применению в технике, — это их высокая сжимаемость и большая расширяемость, то есть способность значительно изменять свой объем и давление под действием внешних условий, что позволяет использовать их в качестве рабочего тела в двигателях и пневматических системах для совершения работы, хранения и передачи энергии.

2. Решение

Хорошая сжимаемость газов является прямым следствием их молекулярного строения, которое описывается молекулярно-кинетической теорией.

Главная причина заключается в том, что в газообразном состоянии вещества расстояния между его молекулами (или атомами) чрезвычайно велики по сравнению с размерами самих молекул. Практически весь объем, занимаемый газом, — это пустое пространство. Собственный объем молекул составляет лишь ничтожную долю от общего объема сосуда.

Когда к газу прикладывают внешнее давление, например, сдвигая поршень в цилиндре, молекулы начинают сближаться друг с другом. Уменьшается именно это огромное пустое пространство между ними. Поскольку на больших расстояниях силы межмолекулярного взаимодействия очень слабы, для сближения молекул не требуется больших усилий.

В отличие от газов, в жидкостях и твердых телах молекулы расположены практически вплотную друг к другу. Расстояния между ними сопоставимы с их размерами. Поэтому при попытке сжать жидкость или твердое тело необходимо преодолевать мощные силы отталкивания, возникающие на малых расстояниях. Это требует приложения колоссальных давлений, поэтому жидкости и твердые тела считаются практически несжимаемыми.

Ответ: Газы хорошо сжимаемы потому, что средние расстояния между их молекулами во много раз превышают размеры самих молекул. При сжатии уменьшаются именно эти большие промежутки, что требует незначительных усилий из-за слабости межмолекулярных сил на таких расстояниях.