Какое количество механической энергии превратилось в тепловую
Перейти к содержимому

Какое количество механической энергии превратилось в тепловую

  • автор:

«Правила учета тепловой энергии и теплоносителя» (утв. Минтопэнерго РФ 12.09.1995 N Вк-4936) (Зарегистрировано в Минюсте РФ 25.09.1995 N 954)

Этот документ в некоммерческой версии КонсультантПлюс доступен по расписанию:

  • по рабочим дням с 20-00 до 24-00 (время московское)
  • в выходные и праздничные дни в любое время

Вы можете заказать документ на e-mail

Тексты документов всегда доступны в коммерческой версии КонсультантПлюс.

  • Гражданский кодекс (ГК РФ)
  • Жилищный кодекс (ЖК РФ)
  • Налоговый кодекс (НК РФ)
  • Трудовой кодекс (ТК РФ)
  • Уголовный кодекс (УК РФ)
  • Бюджетный кодекс (БК РФ)
  • Арбитражный процессуальный кодекс
  • Конституция РФ
  • Земельный кодекс (ЗК РФ)
  • Лесной кодекс (ЛК РФ)
  • Семейный кодекс (СК РФ)
  • Уголовно-исполнительный кодекс
  • Уголовно-процессуальный кодекс
  • Производственный календарь на 2023 год
  • МРОТ 2024
  • ФЗ «О банкротстве»
  • О защите прав потребителей (ЗОЗПП)
  • Об исполнительном производстве
  • О персональных данных
  • О налогах на имущество физических лиц
  • О средствах массовой информации
  • Производственный календарь на 2024 год
  • Федеральный закон «О полиции» N 3-ФЗ
  • Расходы организации ПБУ 10/99
  • Минимальный размер оплаты труда (МРОТ)
  • Календарь бухгалтера на 2024 год
  • Частичная мобилизация: обзор новостей

Солнечная радиация

Землеведение

Важнейшим источником, от которого поверхность Земли и атмосфера получают тепловую энергию, является Солнце. Оно посылает в мировое пространство колоссальное количество лучистой энергии: тепловой, световой, ультрафиолетовой. Излучаемые Солнцем электромагнитные волны распространяются со скоростью 300 000 км/с.

От величины угла падения солнечных лучей зависит нагревание земной поверхности. Все солнечные лучи приходят на поверхность Земли параллельно друг другу, но так как Земля имеет шарообразную форму, солнечные лучи падают на разные участки ее поверхности под разными углами. Когда Солнце в зените, его лучи падают отвесно и Земля нагревается сильнее.

Вся совокупность лучистой энергии, посылаемой Солнцем, называется солнечной радиацией, обычно она выражается в калориях на единицу поверхности в год.

Солнечная радиация определяет температурный режим воздушной тропосферы Земли.

Необходимо заметить, что общее количество солнечного излучения более чем в два миллиарда раз превышает количество энергии, получаемое Землей.

Радиация, достигающая земной поверхности, состоит из прямой и рассеянной.

Радиация, приходящая на Землю непосредственно от Солнца в виде прямых солнечных лучей при безоблачном небе, называется прямой. Она несет наибольшее количество тепла и света. Если бы у нашей планеты не было атмосферы, земная поверхность получала только прямую радиацию.

Однако, проходя через атмосферу, примерно четвертая часть солнечной радиации рассеивается молекулами газов и примесями, отклоняется от прямого пути. Некоторая их часть достигает поверхности Земли, образуя рассеянную солнечную радиацию. Благодаря рассеянной радиации свет проникает и в те места, куда прямые солнечные лучи (прямая радиация) не проникают. Эта радиация создает дневной свет и придает цвет небу.

Суммарная солнечная радиация

Все солнечные лучи, поступающие на Землю, составляют суммарную солнечную радиацию, т. е. совокупность прямой и рассеянной радиации (рис. 1).

Рис. 1. Суммарная солнечная радиация за год

Распределение солнечной радиации по земной поверхности

Солнечная радиация распределяется по земле неравномерно. Это зависит:

1. от плотности и влажности воздуха — чем они выше, тем меньше радиации получает земная поверхность;

2. от географической широты местности — количество радиации увеличивается от полюсов к экватору. Количество прямой солнечной радиации зависит от длины пути, который проходят солнечные лучи в атмосфере. Когда Солнце находится в зените (угол падения лучей 90°), его лучи попадают на Землю кратчайшим путем и интенсивно отдают свою энергию малой площади. На Земле это происходит в полосе между от 23° с. ш. и 23° ю. ш., т. е. между тропиками. По мере удаления от этой зоны на юг или на север длина пути солнечных лучей увеличивается, т. е. уменьшается угол их падения на земную поверхность. Лучи начинают падать на Землю под меньшим углом, как бы скользя, приближаясь в районе полюсов к касательной линии. В результате тот же поток энергии распределяется на большую площадь, поэтому увеличивается количество отраженной энергии. Таким образом, в районе экватора, где солнечные лучи падают на земную поверхность под углом 90°, количество получаемой земной поверхностью прямой солнечной радиации выше, а по мере передвижения к полюсам это количество резко сокращается. Кроме того, от широты местности зависит и продолжительность дня в разные времена года, что также определяет величину солнечной радиации, поступающей на земную поверхность;

3. от годового и суточного движения Земли — в средних и высоких широтах поступление солнечной радиации сильно изменяется по временам года, что связано с изменением полуденной высоты Солнца и продолжительности дня;

4. от характера земной поверхности — чем светлее поверхность, тем больше солнечных лучей она отражает. Способность поверхности отражать радиацию называется альбедо (от лат. белизна). Особенно сильно отражает радиацию снег (90 %), слабее песок (35 %), еше слабее чернозем (4 %).

Земная поверхность, поглощая солнечную радиацию (поглощенная радиация), нагревается и сама излучает тепло в атмосферу (отраженная радиация). Нижние слои атмосферы в значительной мерс задерживают земное излучение. Поглощенная земной поверхностью радиация расходуется на нагрев почвы, воздуха, воды.

Та часть суммарной радиации, которая остается после отражения и теплового излучения земной поверхности, называется радиационным балансом. Радиационный баланс земной поверхности меняется в течение суток и по сезонам года, однако в среднем за год имеет положительное значение всюду, за исключением ледяных пустынь Гренландии и Антарктиды. Максимальных значений радиационный баланс достигает в низких широтах (между 20° с. ш. и 20° ю. ш.) — свыше 42*10 2 Дж/м 2 , на широте около 60° обоих полушарий он снижается до 8*10 2 -13*10 2 Дж/м 2 .

Солнечные лучи отдают атмосфере до 20 % своей энергии, которая распределяется по всей толще воздуха, и потому вызываемое ими нагревание воздуха относительно невелико. Солнце нагревает поверхность Земли, которая передает тепло атмосферному воздуху за счет конвекции (от лат. convectio доставка), т. е. вертикального перемещения нагретого у земной поверхности воздуха, на место которого опускается более холодный воздух. Именно так атмосфера получает большую часть тепла — в среднем в три раза больше, чем непосредственно от Солнца.

Присутствие в составе атмосферы углекислого газа и водяного пара не позволяет теплу, отраженному от земной поверхности, беспрепятственно уходить в космическое пространство. Они создают парниковый эффект, благодаря которому перепад температуры на Земле в течение суток не превышает 15 °С. При отсутствии в атмосфере углекислого газа земная поверхность остывала бы за ночь на 40-50 °С.

В результате роста масштабов хозяйственной деятельности человека — сжигания угля и нефти на ТЭС, выбросов промышленными предприятиями, увеличения автомобильных выбросов — содержание углекислого газа в атмосфере повышается, что ведет к усилению парникового эффекта и грозит глобальным изменением климата.

Солнечные лучи, пройдя атмосферу, попадают на поверхность Земли и нагревают ее, а та, в свою очередь, отдает тепло атмосфере. Этим объясняется характерная особенность тропосферы: понижение температуры воздуха с высотой. Но бывают случаи, когда высшие слои атмосферы оказываются более теплыми, чем низшие. Такое явление носит название температурной инверсии (от лат. inversio — переворачивание).

  • Великие географические открытия
  • Карты и планы местности
    • Условные знаки и обозначения на географических картах
      • Численный, именованный и линейный масштаб карты
      • Виды географических карт
      • Географические координаты
      • Солнечная система
        • Меркурий
        • Венера
        • Марс
        • Юпитер
        • Сатурн
        • Уран
        • Нептун
        • Горные породы и минералы
        • Состав и строение атмосферы
          • Изменение температуры воздуха на Земле
          • Солнечная радиация
          • Атмосферное давление
          • Скорость, сила и направление ветра
          • Циркуляция атмосферы
          • Атмосферные осадки
          • Климат на Земле
            • Условные знаки, отображающие погоду
            • Изменение климата Земли
            • Что такое погода. Типы погоды
            • Гидросфера
              • Уровень мирового океана
              • Мировой океан
                • Загрязнение Мирового океана
                • Вода Мирового океана

                Превращение механической энергии в тепловую

                На каких примерах можно наблюдать превращение механической энергии в тепловую? Известно, что при самой лучшей смазке и при самой тщательной шлифовке, (подробнее: Уменьшение силы трения), трущиеся поверхности заметно разогреваются.

                Превращение механической энергии в тепловую

                Всякое трение сопровождается выделением теплоты. Превращение механической энергии в тепловую

                Примеры

                • Первобытные люди с помощью трения добывали огонь.
                • Трением пользуемся и мы, когда зажигаем спички.
                • Во время работы токарных и других станков резцы, сверла и фрезы нагреваются так, что их приходится охлаждать струей жидкости.
                • Вился дымок под салазками, на которых спускали на воду корабли.
                • При работе точильного камня.
                • Из-под тормозных колодок, когда они охватывают вращающиеся колеса, вылетают потоки горящих искр.
                • От быстрой езды резиновые шины автомобилей разогреваются иногда настолько, что до них нельзя дотронуться рукой.
                • Еще сильнее нагревается летящая в воздухе пуля, (подробнее: Равнодействующая двух сил).
                • В темном небе вспыхивают светлые звездочки метеоров, сгорающих при попадании в атмосферу; поверхность метеоритов, достигающих поверхности земли, всегда бывает оплавлена, (подробнее: Атмосфера защищает Землю).

                Выделение теплоты при движении тел является самым существенным признаком наличия сильного трения. Энергия механического движения преобразуется при этом в тепловую энергию.

                Какое количество механической энергии превратилось в тепловую

                Преобразование энергии — электрической, тепловой, механической, световой

                Понятие энергии применяется во всех науках. При этом известно, что обладающие энергией тела могут производить работу. Закон сохранения энергии гласит, что энергия не исчезает и не может быть создана из ничего, а выступает в различных своих формах (например, в форме тепловой, механической, световой, электрической энергии и т. д.).

                Преобразование энергии

                Одна форма энергии может переходить в другую, и при этом соблюдаются точные количественные соотношения различных видов энергии. Вообще говоря, переход одной формы энергии в другую никогда не происходит полностью, так как всегда возникают еще и другие (чаще всего нежелательные) виды энергии. Например, в электродвигателе не вся электрическая энергия переходит в механическую, а часть ее переходит в тепловую (нагрев про­водников токами, разогрев в результате действия сил трения).

                Факт неполного перехода одного вида энергии в другой характеризует коэффициент полезного действия (КПД). Этот коэффициент определяется как отношение полезной энергии к ее общему количеству или же как отношение полезной мощности к общей.

                Электрическая энергия имеет то преимущество, что ее можно сравнительно легко и с малыми потерями передавать на большие расстояния, и, кроме того, она имеет чрезвычайно широкий круг применений. Распределением электрической энергии относительно легко управлять, и в известных количествах ее можно аккумулировать и хранить.

                В течение одного рабочего дня человек в среднем затрачивает энергию, равную 1000 кДж, или 0,3 кВт. Человеку нужно приблизительно 8000 кДж в виде пищи и 8000 кДж на отопление жилищ, производственных помещений, на приготовление пищи и т. д. Если добавить к этому энергетические затраты в промышленности и на транспорте, то на одного человека ежедневно приходятся энергетические затраты приблизительно в размере 200 000 ккал, или 60 кВт- ч.

                Электрическая и механическая энергия

                Электрическая энергия преобразуется в механическую в электродвигателях и в меньшей степени в электромагнитах. В обоих случаях используются эффекты, связанные с электромагнитным полем. Потери энергии, т. е. та часть энергии, которая не переходит в желаемую форму, складываются в основном из энергетических затрат на нагрев током проводников и потерь, связанных с трением.

                Электрический двигатель

                Большие электродвигатели имеют КПД, превышающий 90%, а у небольших электродвигателей КПД несколько ниже этого уровня. Если, например, электродвигатель имеет мощность 15 кВт и КПД, равный 90 %, то его механическая (полезная) мощность 13,5 кВт. Если же механическая мощность электродвигателя должна быть равна 15 кВт, то потребляемая электрическая мощность при том же значении КПД — 16,67 кВт-ч.

                Процесс перехода электрической энергии в механическую обратим, т. е. механическую энергию можно преобразовать в энергию электрическую (смотрите — Процесс преобразования энергии в электрическим машинах). Для этой цели применяются в основном генераторы, которые по своей конструкции подобны электродвигателям и могут приводиться в действие при помощи паровых турбин или гидротурбин. В таких генераторах также есть энергетические потери.

                Электрическая и тепловая энергия

                Если по проводнику протекает электрический ток, то электроны при своем движении сталкиваются с атомами материала проводника и побуждают их к более интенсивному тепловому движению. При этом электроны теряют часть своей энергии. Возникшая таким образом тепловая энергия, с одной стороны, приводит, например, к повышению температуры деталей и проводов обмоток в электрических машинах, и с другой — к повышению температуры окружающей среды. Следует различать полезную тепловую энергию и тепловую энергию потерь.

                Нагревательный элемент

                В электронагревательных приборах (электрокипятильники, утюги, нагревательные печи и т. д.) желательно стремиться к тому, чтобы электрическая энергия как можно полнее перешла в энергию тепловую. Иначе дело обстоит, например, в случае линий электропередачи или же электродвигателей, где возникающая тепловая энергия представляет собой нежелательное побочное явление, ввиду чего часто должны приниматься меры по ее отводу.

                Вследствие возникшего повышения температуры тела тепловая энергия передается окружающей среде. Процесс передачи тепловой энергии реализуется в форме теплопроводности, конвекции и теплового излучения. В большинстве случаев весьма затруднительно дать точную количественную оценку общего количества выделяемой тепловой энергии.

                Если какое-либо тело нужно разогреть, то значение его конечной температуры должно быть значительно выше требуемой температуры разогрева. Это необходимо для того, чтобы как можно меньше тепловой энергии передавалось окружающей среде.

                Если же, напротив, разогрев температуры тела является нежелательным, то значение конечной температуры системы должно быть малым. Для этой цели создаются условия, способствующие отводу от тела тепловой энергии (большая поверхность контакта тела с окружающей средой, принудительная вентиляция).

                Возникающая в электрических проводах тепловая энергия ограничивает значение тока, который допустим в этих проводах. Предельная допускаемая температура провода определяется термической стойкостью его изоляции. Для чего чтобы обеспечить передачу некоторой определенной электрической мощности, следует выбирать как можно меньшее значение тока и соответственно большое значение напряжения. При этих условиях снизятся затраты на материал проводов. Таким образом, электрическую энергию при большой мощности экономически целесообразно передавать при высоких напряжениях.

                Трансформаторная подстанция

                Переход тепловой энергии в электрическую

                Тепловая энергия непосредственно превращается в электрическую в так называемых термоэлектрических преобразователях. Термопара термоэлектрического преобразователя состоит из двух металлических проводников, изготовленных из разных материалов (например, из меди и константана) и спаянных вместе одними своими концами.

                При некоторой разности температур между точкой спая и двумя другими концами обоих проводников возникает ЭДС, которая в первом приближении прямо пропорциональна этой разнице температур. Эта термо-ЭДС, равная нескольким милливольтам, может быть зарегистрирована при помощи высокочувствительных вольтметров. Если вольтметр проградуировать в градусах Цельсия, то вместе с термоэлектрическим преобразователем полученное устройство можно применить для непосредственного измерения температуры.

                Термопара

                Мощность преобразования невелика, поэтому такие преобразователи практически не применяются как источники электрической энергии. В зависимости от того, какие материалы применены для изготовления термопары, она работает в различных диапазонах температур. Для сравнения можно привести некоторые характеристики различных термопар: термопара медь — константан применима до 600 °С, ЭДС приблизительно 4 мВ на 100 °С; термопара железо — константан применима до 800 °С, ЭДС приблизительно 5 мВ на 100 °С.

                Пример практического использования преобразования тепловой энергии в электрическую — Термоэлектрические генераторы

                Электрическая и световая энергия

                С точки зрения физики свет представляет собой электромагнитное излучение, которое соответствует определенному участку спектра электромагнитных волн и которое способен воспринимать человеческий глаз. К спектру электромагнитных волн принадлежат также радиоволны, тепловое и рентгеновское излучение. Смотрите — Основные светотехнические величины и их соотношения

                Получить световое излучение при помощи электрической энергии можно в результате теплового излучения и путем газового разряда. Тепловое (температурное) излучение возникает в результате разогрева твердых или жидких тел, которые вследствие разогрева испускают электромагнитные волны с различными длинами волн. Распределение интенсивности теплового излучения зависит от температуры.

                Лампа накаливания

                При повышении температуры максимум интенсивности излучения смещается в сторону электромагнитных колебаний с более короткой длиной волны. При температуре приблизительно 6500 К максимум интенсивности излучения приходится на длину волны 0,55 мкм, т. е. на ту длину волны, которой соответствует максимальная чувствительность человеческого глаза. Однако для нужд освещения никакое твердое тело до такой температуры нагрето, разумеется, быть не может.

                Самую большую температуру разогрева выдерживает вольфрам. В вакуумных стеклянных баллонах его можно разогревать до температуры 2100 °С, а при более высоких температурах начинается его испарение. Процесс испарения может быть замедлен путем добавления некоторых газов (азота, криптона), благодаря чему представляется возможным поднять температуру накала до 3000 °С.

                Для снижения потерь в лампах накаливания в результате возникающей конвекции нить накаливания выполняется в виде одинарной или двойной спирали. Однако несмотря на эти меры, показатель светоотдачи для ламп накаливания составляет 20 лм/Вт, что еще весьма турах далеко от теоретически достижимого оптимума. Источники теплового излучения имеют весьма малый КПД, так как в них большая часть электрической энергии переходит в энергию тепловую, а не в световую.

                В газоразрядных источниках света электроны сталкиваются с атомами или молекулами газа и тем самым побуждают их к излучению электромагнитных колебаний с определенной длиной волны. В процессе излучения электромагнитных волн принимает участие весь объем газа, причем, вообще говоря, линии спектра такого излучения не всегда лежат в диапазоне видимого света. В нстоящее врямя в освещении нибольшее распространение находят светодиодные источники света. Смотрите — Выбор источников света про промышленных помещений.

                Переход световой энергии в электрическую

                Световая энергия может переходить в электрическую, причем этот переход возможен двумя различными с физической точки зрения путями. Такое преобразование энергии может быть результатом фотоэлектрического эффекта (фотоэффекта). Для реализации фотоэффекта применяются фототранзисторы, фотодиоды и фоторезисторы.

                Оптопара

                На границе раздела между некоторыми полупроводниками (германием, кремнием и др.) и металлами образуется граничная зона, в которой атомы обоих контактирующих материалов обмениваются электронами. При падении света на граничную зону электрическое равновесие в ней нарушается, в результате чего возникает ЭДС, под действием которой во внешней замкнутой цепи возникает электрический ток. ЭДС и, следовательно, значение тока зависят от падающего светового потока и длины волны излучения.

                В качестве фоторезисторов используются некоторые полупроводниковые материалы. В результате воздействия света на фоторезистор в нем увеличивается число свободных носителей электрических зарядов, что вызывает изменение его электрического сопротивления. Если включить фоторезистор в электрическую цепь, то ток в этой цепи будет зависеть от энергий света, падающего на фоторезистор.

                Химическая и электрическая энергия

                Водные растворы кислот, оснований и солей (электролиты) проводят в той или иной степени электрический ток, что обусловлено явлением электрической диссоциации веществ. Некоторая часть молекул растворенного вещества (размер этой части определяет степень диссоциации) присутствует в растворе в виде ионов.

                Если в растворе находятся два электрода, к которым приложена разность потенциалов, то ионы придут в движение, причем положительно заряженные ионы (катионы) будут двигаться по направлению к катоду, а отрицательно заряженные ионы (анионы) — к аноду.

                Достигнув соответствующего электрода, ионы приобретают недостающие им электроны или же, наоборот, отдают лишние и в результате становятся электрически нейтральными. Масса материала, откладывающегося на электродах, прямо пропорциональна перенесенному заряду (закон Фарадея).

                В граничной зоне между электродом и электролитом упругость растворения металлов и осмотическое давление противодействуют друг другу. (Осмотическое давление обусловливает осаждение ионов металлов из электролитов на электродах. Этот химический процесс сам является причиной возникновения разницы потенциалов).

                Электролиз

                Переход электрической энергии в химическую энергию

                Для того чтобы в результате движения ионов добиться осаждения вещества на электродах, необходимо затратить электрическую энергию. Этот процесс называется электролизом. Такой переход электрической энергии в химическую находит применение в электрометаллургий для получения металлов (меди, алюминия, цинка и др.) в химически чистом виде.

                В гальваностегии активно окисляющиеся металлы покрываются пассивными металлами (золочение, хромирование, никелирование и т. д.). В гальванопластике изготавливают объемные отпечатки (клише) различных тел, причем если такое тело сделано из непроводящего материала, то оно перед изготовлением отпечатка должно быть покрыто проводящим электрический ток слоем.

                Переход химической энергии в электрическую

                Если опустить в электролит два электрода, изготовленных из различных металлов, то между ними возникнет разность потенциалов, обусловленная различием в упругости растворения этих металлов. Если менаду электродами вне электролита включить приемник электрической энергии, например резистор, то в образовавшейся электрической цепи пойдет ток. Так устроены гальванические элементы (первичные элементы).

                Первый медно-цинковый гальванический элемент был изобретен Вольта. В этих элементах происходит преобразование энергии химической в энергию электрическую. Работе гальванических элементов может помешать явление поляризации, возникающее в результате осаждения вещества на электродах.

                Переход химической энергии в электрическую

                Все гальванические элементы имеют тот недостаток, что в них химическая энергия преобразуется в электрическую необратимо, т. е. гальванические элементы нельзя заряжать вновь. Этого недостатка лишены аккумуляторы.

                Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

                Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

                Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

                Внутренняя энергия

                В физике рассматриваются всевозможные явления: механические, тепловые, световые, электрические и др.

                Вы уже знакомы с некоторыми механическими явлениями. Такая физическая величина, как механическая энергия, показывает, какую работу может совершить тело. Она бывает двух видов: потенциальная и кинетическая.

                Сможем ли мы использовать эти виды энергии для описания тепловых явлений? Или же нам будет недостаточно этих определений? На данном уроке мы рассмотрим превращение энергии и узнаем ответы на эти вопросы.

                Кинетическая и потенциальная энергии

                Потенциальная энергия — это энергия , которая определяется взаимным положением взаимодействующих тел или частей одного и того же тела.

                Кинетическая энергия — это энергия, которой обладает тело вследствие своего движения.

                Любое тело, находящееся в движении, обладает кинетической энергией ($E_к = \frac $). Примером может служить едущий по дороге автомобиль, бегущий человек, катящийся по дорожке шар для боулинга, летящая птица (рисунок 1).

                Примером тела, обладающим потенциальной энергией, может служить сжатая или растянутая пружина, тетива лука, резинка (рисунок 2). В таком случае потенциальная энергия будет рассчитываться по формуле $E_п = \frac$.

                Другим примером потенциальной энергии будет являться любое тело, поднятое над землей на какую-либо высоту (рисунок 3). В таком случае используется формула $E_п = mgh$).

                Кинетическая и потенциальная энергии — это два вида механической энергии, и они могут превращаться друг в друга.

                Превращение энергии

                Рассмотрим простой опыт (рисунок 4).

                У нас есть шар и плита из свинца. Поднимем шар на определенную высоту и отпустим (рисунок 4, а). Что будет происходить во время падения?

                1. Высота подъема уменьшается — потенциальная энергия шара уменьшается
                2. Увеличивается скорость — увеличивается кинетическая энергия шара

                Шар достигает плиты и останавливается (рисунок 4, б). Его кинетическая и потенциальная энергии равны нулю. Механическая энергия превратилась в другую форму энергии.

                Что это за энергия? При ударе о плиту шар приплюснулся, а на плите осталась вмятина. Произошла деформация двух тел. Измерение температуры шара и плиты после удара покажет нам, что они нагрелись. О чем это говорит?

                1. Состояние тел изменилось — изменилась энергия частиц, из которых состоят тела
                2. При нагревании увеличилась средняя скорость движения и средняя кинетическая энергия молекул
                3. При деформации изменилось взаимное расположение молекул — изменилась их потенциальная энергия

                Таким образом, механическая энергия шара перешла в энергию молекул.

                Внутренняя энергия

                Внутренняя энергия — это кинетическая энергия всех молекул, из которых состоит тело, и потенциальная энергия их взаимодействия.

                $U = E_к + E_п$,

                где $U$ — внутренняя энергия, $E_к$ — кинетическая энергия молекул тела, $E_п$ — потенциальная энергия молекул тела.

                В нашем опыте (рисунок 4) механическое движение прекратилось, когда шар упал на плиту. Но усилилось тепловое движение его молекул. Так механическая энергия превращается во внутреннюю энергию шара.

                Теперь мы знаем два вида энергии: механическая энергия и внутренняя энергия. При рассмотрении тепловых явлений мы будем учитывать только внутреннюю энергию (энергию молекул).

                Свойства внутренней энергии

                • Внутренняя энергия зависит от температуры тела, агрегатного состояния вещества, химических и ядерных реакций
                • Внутренняя энергия тела не зависит от механического движения тела и положения этого тела относительно других тел

                Например, если мы поднимем карандаш над столом, то мы не изменяем его внутреннюю энергию. Почему? Расстояние между молекулами у карандаша не изменяется — не изменяется потенциальная энергия молекул. Не изменяется его температура — не изменяется средняя кинетическая энергия его молекул.

                • Любое тело при любых условиях обладает внутренней энергией

                Таким образом, тело иногда может обладать и внутренней энергией, и механической. Примером будет служить любое движущееся тело, растянутая пружина, тело, поднятое на какую-то высоту. То есть, тело может не обладать механической энергией. Примером может послужить любое неподвижное тело на поверхности Земли. Но при этом такое тело обязательно будет иметь запас внутренней энергии.

                Какое количество механической энергии превратилось в тепловую

                УПС, страница пропала с радаров.

                *размещая тексты в комментариях ниже, вы автоматически соглашаетесь с пользовательским соглашением

                Вам может понравиться Все решебники

                Мерзляк, Полонская, Якир

                Вербицкая, Камине Д.Карр, Парсонс

                Мерзляк, Полонская, Якир

                Разумовская, Львова, Капинос

                Атанасян 10-11 класс

                ©Reshak.ru — сборник решебников для учеников старших и средних классов. Здесь можно найти решебники, ГДЗ, переводы текстов по школьной программе. Практически весь материал, собранный на сайте — авторский с подробными пояснениями профильными специалистами. Вы сможете скачать гдз, решебники, улучшить школьные оценки, повысить знания, получить намного больше свободного времени.

                Главная задача сайта: помогать школьникам и родителям в решении домашнего задания. Кроме того, весь материал совершенствуется, добавляются новые сборники решений.

                Какое количество механической энергии превратилось в тепловую

                1. Приведите примеры превращения механической энергии во внутреннюю и внутренней в механическую.

                Но сам процесс восстановления машины сопровождается превращением механической энергии устройств по выпрямлению деталей машин в тепловую внутреннюю, когда деталь нагревается от сильных деформаций - внутренняя потенциальная энергия переходит во внутреннюю кинетическую и температура детали растет. Или при газовой сварке частей машины, тепло от пламени газа преобразуется в кинетическую энергию атомов металла, которые, отдавая свою энергию другим атомам и устанавливают новые связи с атомами припоя, т.е. кинетическая энергия переходит в потенциальную энергию металлических связей.

                2. Приведите примеры перехода энергии от одного тела к другому.

                Внутренняя тепловая энергия живых организмов перешла во внутреннюю тепловую энергию окружающего их льда и от льда к океанской воде и атмосфере.

                3. Какой опыт показывает, что при переходе внутренней энергии от одного тела к другому её значение сохраняется?

                Когда холодное тело получает тепло от нагретого, можно говорить, что холодное тело отдало нагретому такое же количество тепла, но с обратным знаком.

                4. В чём состоит закон сохранения энергии?

                В сумме, тепло, отданное железным предметом равно теплу, полученному не испарившейся водой, теплу, потраченному на испарение воды.

                5. Какое значение имеет закон сохранения энергии в науке и технике?

                Если при расчете или проверке результата оказывается, что энергия не сохраняется, весь расчет или опыт начинают с нуля, неважно, сколько времени и денег потрачено до этого.

                Упражнение 10.1. Молот копра при падении ударяет о сваю и забивает её в землю. Какие превращения и переходы энергии при этом происходят? (Следует учесть, что свая и почва нагреваются при ударе.)

                Ещё есть седьмой и восьмой виды энергии: (7) механическую энергию деформаций материала молота, упругая часть которой вновь переходит в кинетическую энергию молота - молот отскакивает от сваи после удара, (8) внутреннюю кинетическую энергию беспорядочных колебаний атомов молота, что обуславливает повышение температуры молота.

                Упражнение 10.2. Какие превращения кинетической энергии автомобиля происходят при торможении?

                После остановки вся кинетическая энергия будет сосредоточена в во внутренней энергии (потенциальной и кинетической) деталей машины, покрышек колес (собственно, они тоже детали машины), грунта и в колебаниях жидкого топлива в баке.

                Упражнение 10.3. Два одинаковых стальных шарика падают с одинаковой высоты. Один падает на стальную плиту и отскакивает вверх, другой попадает в песок и застревает в нем. Какие переходы энергии происходят в каждом случае?

                При ударе о плиту и песок слышен звук, значит часть кинетической энергии шарика унеслась звуковой волной.

                Упражнение 10.4. Опишите все превращения и переходы энергии, которые происходят при натирании трубки с эфиром, закрытой пробкой (см. рис. 3).

                Вышедший из трубки пар эфира расширяется, охлаждается и конденсируется - внутренняя энергия пара уменьшилась за счет выполнения работы на расширение и в виде тепла передалась окружающему воздуху.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *