Sisemist energiat saab muuta kahel viisil.
Kui keha kallal tööd teha, suureneb selle siseenergia.
Keha sisemine energia(tähistatud kui E või U) on molekuli molekulaarsete vastastikmõjude ja soojusliikumise energiate summa. Siseenergia on süsteemi oleku ainulaadne funktsioon. See tähendab, et alati, kui süsteem satub teatud olekusse, omandab selle sisemine energia sellele seisundile omase väärtuse, sõltumata süsteemi varasemast ajaloost. Järelikult on siseenergia muutus ühest olekust teise üleminekul alati võrdne selle väärtuste erinevusega lõpp- ja algolekus, olenemata sellest, millist teed mööda üleminek toimus.
Keha siseenergiat ei saa otseselt mõõta. Saate määrata ainult siseenergia muutuse:
See valem on termodünaamika esimese seaduse matemaatiline väljend
Kvaastaatiliste protsesside puhul kehtib järgmine seos:
Temperatuuri mõõdetakse kelvinites
Entroopia mõõdetuna džaulides/kelvinites
Rõhk mõõdetuna paskalites
Keemiline potentsiaal
Osakeste arv süsteemides
Kütuse põlemissoojus. Tingimuslik kütus. Kütuse põlemiseks vajalik õhuhulk.
Kütuse kvaliteeti hinnatakse selle kütteväärtuse järgi. Tahkete ja vedelate kütuste iseloomustamiseks kasutatakse eripõlemissoojust, mis on massiühiku täielikul põlemisel vabanev soojushulk (kJ/kg). Gaaskütuste puhul kasutatakse mahulise kütteväärtuse indikaatorit, mis on ühikulise ruumala põletamisel eralduv soojushulk (kJ/m3). Lisaks hinnatakse gaaskütust mõnel juhul ühe mooli gaasi täielikul põlemisel eralduva soojushulga järgi (kJ/mol).
Põlemissoojus määratakse mitte ainult teoreetiliselt, vaid ka eksperimentaalselt, põletades teatud koguse kütust spetsiaalsetes seadmetes, mida nimetatakse kalorimeetriteks. Põlemissoojust hinnatakse vee temperatuuri tõusuga kolorimeetris. Selle meetodi abil saadud tulemused on lähedased kütuse elementaarse koostise põhjal arvutatud väärtustele.
14. küsimusSiseenergia muutus kütmisel ja jahutamisel. Gaasi töö mahu muutumisel.
Keha siseenergia oleneb selle molekulide keskmisel kineetilisel energial ja see energia omakorda sõltub temperatuurist. Seetõttu muudame keha temperatuuri muutes selle siseenergiat keha kuumutamisel tema siseenergia suureneb ja jahutamisel väheneb.
Keha siseenergiat saab muuta ilma tööd tegemata. Näiteks saab seda suurendada, kuumutades pliidil veekeetjat või langetades lusika klaasi kuuma tee sisse. Köetakse kaminat, milles süüdatakse tuld, päikese käes valgustatud maja katust jne. Kehade temperatuuri tõus tähendab kõigil neil juhtudel nende siseenergia tõusu, kuid see tõus toimub ilma tööd tegemata .
Muutus sisemises energias keha ilma tööd tegemata nimetatakse soojusülekandeks. Soojusvahetus toimub erineva temperatuuriga kehade (või sama kehaosade) vahel.
Kuidas toimub näiteks soojusvahetus külma lusikaga kokku puutudes kuum vesi? Esiteks molekulide keskmine kiirus ja kineetiline energia kuum vesiületada selle metalli osakeste keskmist kiirust ja kineetilist energiat, millest lusikas on valmistatud. Kuid nendes kohtades, kus lusikas veega kokku puutub, hakkavad kuuma vee molekulid osa oma kineetilisest energiast lusika osakestele üle kandma ja need hakkavad kiiremini liikuma. Veemolekulide kineetiline energia väheneb ja lusikaosakeste kineetiline energia suureneb. Koos energiaga muutub ka temperatuur: vesi jahtub järk-järgult ja lusikas soojeneb. Nende temperatuur muutub, kuni see muutub samaks nii vee kui ka lusika juures.
Osa soojusvahetuse käigus ühelt kehalt teisele ülekantud siseenergiast on tähistatud tähega ja seda nimetatakse soojushulgaks.
Q on soojushulk.
Soojushulka ei tohi segi ajada temperatuuriga. Temperatuuri mõõdetakse kraadides ja soojuse hulka (nagu mis tahes muud energiat) mõõdetakse džaulides.
Erineva temperatuuriga kehade kokkupuutel eraldab kuumem keha veidi soojust ja külmem keha võtab selle vastu.
Töö gaasi isobaarsel paisumisel. Üks peamisi termodünaamilisi protsesse, mis enamikus soojusmasinates esinevad, on gaasi paisumine koos töö tegemisega. Gaasi isobaarilisel paisumisel tehtud tööd on lihtne kindlaks teha.
Kui gaasi isobaarilisel paisumisel mahult V1 mahuni V2 liigub silindris olev kolb kauguse l (joonis 106), siis gaasi poolt tehtav töö A" on võrdne
Kus p on gaasi rõhk ja selle ruumala muutus.
Töötage suvalise gaasipaisutamisprotsessiga. Gaasi suvalise paisumise protsessi mahust V1 mahuni V2 saab kujutada vahelduvate isobaariliste ja isohooriliste protsesside kogumina.
Tööd isotermilise gaasipaisutamise all. Võrreldes jooniste pindalasid isotermi ja isobaari lõikude all, võime järeldada, et gaasi paisumisega mahult V1 mahuni V2 sama gaasirõhu algväärtuse juures kaasneb isobaarilise paisumise korral suurem töö tegemine.
Töö gaasi kokkusurumise ajal. Gaasi paisumisel langeb gaasi rõhujõu vektori suund kokku nihkevektori suunaga, seetõttu on gaasi poolt tehtud töö A" positiivne (A" > 0) ja välisjõudude töö A negatiivne: A = -A"< 0.
Kui gaas on kokku surutud välisjõu vektori suund ühtib nihke suunaga, seetõttu on välisjõudude töö A positiivne (A > 0) ja gaasi poolt sooritatav töö A" negatiivne (A"< 0).
Adiabaatiline protsess. Lisaks isobaarilistele, isohoorilistele ja isotermilistele protsessidele käsitletakse termodünaamikas sageli ka adiabaatilisi protsesse.
Adiabaatiline protsess on protsess, mis toimub termodünaamilises süsteemis soojusvahetuse puudumisel ümbritsevate kehadega, st tingimusel Q = 0.
15. küsimus Keha tasakaalu tingimused. Võimu hetk. Tasakaalu tüübid.
Teatud arvu seotud nähtuste tasakaal või tasakaal loodus- ja humanitaarteadustes.
Süsteem loetakse tasakaalus olevaks, kui kõik sellele süsteemile avaldatavad mõjud on kompenseeritud teiste poolt või need puuduvad. Sarnane kontseptsioon on jätkusuutlikkus. Tasakaal võib olla stabiilne, ebastabiilne või ükskõikne.
Tüüpilised tasakaalu näited:
1. Mehaaniline tasakaal, tuntud ka kui staatiline tasakaal, on puhkeasendis või ühtlases liikumises oleva keha seisund, milles sellele mõjuvate jõudude ja momentide summa on null.
2. Keemiline tasakaal - asend, kus keemiline reaktsioon kulgeb pöördreaktsiooniga samal määral ja selle tulemusena ei muutu iga komponendi hulk.
3. Inimeste ja loomade füüsiline tasakaal, mida hoitakse selle vajalikkuse mõistmisega ja mõnel juhul ka seda tasakaalu kunstlikult hoides [allikas täpsustamata 948 päeva].
4. Termodünaamiline tasakaal on süsteemi seisund, milles ta on sisemised protsessid ei põhjusta muutusi makroskoopilistes parameetrites (nagu temperatuur ja rõhk).
R võrdus algebralise summa nulliga jõu hetked ei tähenda, et keha on tingimata puhkeasendis. Mitu miljardit aastat jätkub Maa pöörlemine ümber oma telje konstantse perioodiga just seetõttu, et teistelt kehadelt Maale mõjuvate jõudude momentide algebraline summa on väga väike. Samal põhjusel jätkab pöörlev jalgrattaratas pidevat pöörlemist ja ainult välised jõud peatavad selle pöörlemise.
Tasakaalu tüübid. Praktikas suur roll mängib mitte ainult kehade tasakaalu tingimuse täitmist, vaid ka tasakaalu kvalitatiivset omadust, mida nimetatakse stabiilsuseks. Kehade tasakaalu on kolme tüüpi: stabiilne, ebastabiilne ja ükskõikne. Tasakaalu nimetatakse stabiilseks, kui pärast väikeseid välismõjusid naaseb keha algsesse tasakaaluolekusse. See juhtub siis, kui keha kerge nihkega mis tahes suunas algsest asendist muutub kehale mõjuvate jõudude resultant nullist erinevaks ja on suunatud tasakaaluasendisse. Näiteks pall on süvendi allosas stabiilses tasakaalus.
Üldine seisund keha tasakaalu saavutamiseks. Neid kahte järeldust kombineerides saame sõnastada keha tasakaalu üldtingimuse: keha on tasakaalus, kui kõigi temale rakenduvate jõudude vektorite geomeetriline summa ja nende jõudude momentide algebraline summa telje suhtes pöörlemissagedus on võrdsed nulliga.
16. küsimusAurustumine ja kondenseerumine. Aurustumine. Keev vedelik. Vedeliku keemise sõltuvus rõhust.
Aurustumine - tilkade vedelike omadus muuta oma agregatsiooni olekut ja muutuda auruks. Aurude moodustumist, mis toimub ainult vedelikupiiskade pinnal, nimetatakse aurustumiseks. Aurustamist kogu vedeliku mahu ulatuses nimetatakse keemiseks; see toimub teatud temperatuuril sõltuvalt rõhust. Rõhku, mille juures vedelik antud temperatuuril keeb, nimetatakse küllastunud auru rõhuks pnp, selle väärtus sõltub vedeliku tüübist ja temperatuurist.
Aurustumine- aine ülemineku protsess vedelast olekust gaasilisse olekusse (aur). Aurustumisprotsess on kondensatsiooniprotsessi vastupidine protsess (üleminek auruolekust vedelasse olekusse. Aurustumine (aurustumine), aine üleminek kondenseerunud (tahkest või vedelast) faasist gaasilisse (aurusse); esimest järku faasisiire.
Kondensatsioon - See on aurustumise vastupidine protsess. Kondenseerumise käigus naasevad auru molekulid vedelikku. Suletud anumas võivad vedelik ja selle aur olla dünaamilises tasakaalus, kui vedelikust väljuvate molekulide arv on võrdne aurust vedelikku tagasi pöörduvate molekulide arvuga, st kui aurustumiskiirus ja kondensatsioon on sama. Sellist süsteemi nimetatakse kahefaasiliseks. Auru, mis on oma vedelikuga tasakaalus, nimetatakse küllastunud. Vedeliku pinnaühikust ühes sekundis eralduv molekulide arv sõltub vedeliku temperatuurist. Aurust vedelikku naasvate molekulide arv sõltub aurumolekulide kontsentratsioonist ja nende soojusliikumise keskmisest kiirusest, mille määrab auru temperatuur.
Keetmine- vedelikus aurustumisprotsess (aine üleminek vedelikust gaasilisse olekusse) koos faaside eraldumise piiride ilmnemisega. Keemistemperatuur atmosfäärirõhul on tavaliselt antud keemiliselt puhta aine üheks peamiseks füüsikalis-keemiliseks omaduseks.
Keetmist eristatakse tüübi järgi:
1. keetmine vaba konvektsiooniga suures mahus;
2. keetmine sundkonvektsioonil;
3. samuti vedeliku keskmise temperatuuri ja küllastustemperatuuri suhtes:
4. küllastustemperatuurini alakuumutatud vedeliku keetmine (pinnakeemine);
5. küllastustemperatuurini kuumutatud vedeliku keetmine
Mull
Keetmine , milles aur tekib perioodiliselt tuumastuvate ja kasvavate mullide kujul, nimetatakse tuumakeetmiseks. Aeglase tuumakeemisega tekivad vedelikku (täpsemalt tavaliselt anuma seintele või põhja) auruga täidetud mullid. Mullide sees oleva vedeliku intensiivse aurustumise tõttu need kasvavad, hõljuvad ja aur eraldub vedeliku kohal olevasse aurufaasi. Sel juhul on seinalähedases kihis vedelik veidi ülekuumenenud, st selle temperatuur ületab nominaalse keemistemperatuuri. Tavatingimustes on see erinevus väike (suurusjärgus üks kraad).
Film
Kui soojusvoog suureneb teatud kriitilise väärtuseni, ühinevad üksikud mullid, moodustades anuma seina lähedal pideva aurukihi, mis perioodiliselt puruneb vedeliku mahuks. Seda režiimi nimetatakse filmirežiimiks.
©2015-2019 sait
Kõik õigused kuuluvad nende autoritele. See sait ei pretendeeri autorlusele, kuid pakub tasuta kasutamist.
Lehe loomise kuupäev: 2016-08-20
Keha siseenergia ei ole mingi konstantne väärtus. See võib muutuda samas kehas. Temperatuuri tõustes suureneb keha siseenergia, kuna suureneb molekulide keskmine kiirus. Järelikult suureneb selle keha molekulide kineetiline energia. Kui temperatuur langeb, siis vastupidi, keha siseenergia väheneb. Seega muutub keha siseenergia molekulide liikumiskiiruse muutumisel. Proovime välja mõelda, kuidas molekulide liikumiskiirust suurendada või vähendada.
Selleks teeme järgmise katse. Kinnitame aluse külge õhukese seinaga messingtoru (joonis 4). Valage torusse veidi eetrit ja sulgege see korgiga. Seejärel seome toru köiega ja hakkame seda kiiresti ühes, siis teises suunas liigutama. Mõne aja pärast läheb eeter keema ja aur surub pistiku välja. Kogemus näitab, et eetri siseenergia on suurenenud: see on ju kuumenenud ja isegi keenud. Siseenergia suurenemine tekkis toru köiega hõõrumisel , pikendamine ja painutamine, st deformatsiooni ajal. Keha siseenergia kõigis ülaltoodud näidetes suureneb. Seega Keha siseenergiat saab suurendada keha kallal tööd tehes Kui töö teeb keha ise, siis tema siseenergia väheneb. Teeme järgmise katse. Pumpame õhu läbi selles oleva spetsiaalse ava korgiga suletud paksuseinalisse klaasanumasse (joonis 5). Mõne aja pärast hüppab kork anumast välja. Hetkel, kui kork konteinerist välja hüppab, tekib udu. Selle välimus tähendab, et anumas olev õhk on muutunud külmemaks. Anumas olev suruõhk, mis surub pistiku välja, toimib. Ta teeb seda tööd oma sisemise energia arvelt, mis väheneb. Siseenergia vähenemist saab hinnata anumas olevat õhku jahutades. Seega saab keha siseenergiat tööd tehes muuta.
Keha siseenergiat saab muuta ka muul viisil, ilma tööd tegemata. Näiteks pliidile asetatud veekeetjas keeb vesi. Ruumi õhku ja erinevaid esemeid soojendab keskkütteradiaator. Nendel juhtudel suureneb kehatemperatuuri tõustes sisemine energia. Aga töö on tegemata. See tähendab, et siseenergia muutus võib toimuda mitte ainult töö tulemusena.
Kehade siseenergiat saab muuta soojusülekandega. Siseenergia muutmise protsessi ilma keha või keha enda kallal tööd tegemata nimetatakse soojusülekandeks. Soojusülekanne toimub alati kindlas suunas: kõrgema temperatuuriga kehadelt madalama temperatuuriga kehadele. Kui kehatemperatuur ühtlustub, soojusülekanne peatub.
Keha siseenergiat saab muuta kahel viisil: mehaanilist tööd tehes või soojusülekandega. Soojusülekannet saab omakorda teostada kolmel viisil: 1) soojusjuhtivus; 2) konvektsioon; 3) kiirgus.
Sisemist energiat saab muuta kahel viisil.
Kui keha kallal tööd teha, suureneb selle siseenergia.
Kui keha ise teeb töö ära, väheneb tema siseenergia.
Soojusülekandel on kolm lihtsat (elementaarset) tüüpi:
Soojusjuhtivus
Konvektsioon
Konvektsioon on soojusülekande nähtus vedelikes või gaasides või granuleeritud keskkonnas ainevoolude kaudu. On olemas nn loomulik konvektsioon, mis tekib aines spontaanselt, kui see kuumutatakse gravitatsiooniväljas ebaühtlaselt. Sellise konvektsiooni korral aine alumised kihid soojenevad, muutuvad kergemaks ja ujuvad üles ning ülemised kihid, vastupidi, jahtuvad, muutuvad raskemaks ja vajuvad alla, misjärel protsessi korratakse ikka ja jälle.
Soojuskiirgus ehk kiirgus on energia ülekandmine ühelt kehalt teisele elektromagnetlainetena nende soojusenergia tõttu.
Ideaalse gaasi siseenergia
Ideaalse gaasi definitsiooni põhjal puudub tal siseenergia potentsiaalne komponent (pole olemas molekulaarseid vastastikmõjusid, välja arvatud šokk). Seega esindab ideaalse gaasi siseenergia ainult selle molekulide liikumise kineetilist energiat. Varem (võrrand 2.10) on näidatud, et gaasimolekulide translatsioonilise liikumise kineetiline energia on otseselt võrdeline selle absoluutse temperatuuriga.
Kasutades universaalse gaasikonstandi (4.6) avaldist, saame määrata konstandi α väärtuse.
Seega määratakse ühe ideaalse gaasi molekuli translatsioonilise liikumise kineetiline energia avaldisega.
Kineetilise teooria kohaselt on energia jaotus vabadusastmete vahel ühtlane. Translatsioonilisel liikumisel on 3 vabadusastet. Järelikult moodustab gaasimolekuli üks liikumisvabaduse aste 1/3 selle kineetilisest energiast. 
Kahe-, kolme- ja mitmeaatomiliste gaasimolekulide puhul on lisaks translatsioonilise liikumise vabadusastmetele olemas ka molekuli pöörleva liikumise vabadusastmed. Kaheaatomiliste gaasimolekulide puhul on pöörleva liikumise vabadusastmete arv 2, kolme- ja mitmeaatomiliste molekulide puhul 3.
Kuna molekuli liikumisenergia jaotus kõikide vabadusastmete vahel on ühtlane ja molekulide arv ühes gaasikilomoolis on võrdne Nμ-ga, saab ideaalse gaasi kilomooli siseenergia saada avaldise korrutamisega. (4.11) molekulide arvu järgi ühes kilomoolis ja antud gaasi molekuli liikumisvabadusastmete arvu järgi .
kus Uμ on kilomooli gaasi siseenergia J/kmol, i on gaasimolekuli liikumisvabadusastmete arv.
1-aatomilise gaasi puhul i = 3, 2-aatomilise gaasi puhul i = 5, 3-aatomilise ja mitmeaatomilise gaasi puhul i = 6.
Elektrivool. Elektrivoolu olemasolu tingimused. EMF. Ohmi seadus tervikliku vooluringi jaoks. Töö ja praegune võimsus. Joule-Lenzi seadus.
Elektrivoolu olemasoluks vajalike tingimuste hulka kuuluvad: vabade elektrilaengute olemasolu keskkonnas ja elektrivälja teke keskkonnas. Elektriväli keskkonnas on vajalik vabade laengute suunalise liikumise tekitamiseks. Teatavasti mõjub laengule q intensiivsusega E elektriväljas jõud F = qE, mis põhjustab vabade laengute liikumise elektrivälja suunas. Märk elektrivälja olemasolust juhis on nullist erineva potentsiaalivahe olemasolu juhi mis tahes kahe punkti vahel.
Elektrilised jõud ei suuda aga pikka aega elektrivoolu säilitada. Elektrilaengute suunatud liikumine mõne aja pärast viib juhi otste potentsiaalide võrdsustumiseni ja sellest tulenevalt elektrivälja kadumiseni selles. Voolu säilitamiseks elektriahelas peavad laengud peale Coulombi jõudude mõjuma ka mitteelektrilise iseloomuga jõududele (välisjõududele). Seade, mis tekitab välisjõude, säilitab ahelas potentsiaalsete erinevuste ja muundab erinevat tüüpi energiat elektrienergiaks nimetatakse vooluallikaks.
Elektrivoolu olemasolu tingimused:
vabade laengukandjate olemasolu
· potentsiaalide erinevuse olemasolu. need on voolu tekkimise tingimused. voolu olemasoluks
· suletud vooluring
· välisjõudude allikas, mis säilitab potentsiaalse erinevuse.
Kõiki elektriliselt laetud osakestele mõjuvaid jõude, välja arvatud elektrostaatilised (Coulombi) jõud, nimetatakse kõrvaljõududeks.
Elektromotoorjõud.
Elektromotoorjõud (EMF) on skalaarne füüsikaline suurus, mis iseloomustab väliste (mittepotentsiaalsete) jõudude tööd alalis- või vahelduvvooluallikates. Suletud juhtivas ahelas on EMF võrdne nende jõudude tööga ühe positiivse laengu liigutamiseks mööda vooluringi.
EMF-i ühik, nagu pinge, on volt. Me võime rääkida elektromotoorjõust vooluringi mis tahes osas. Galvaanielemendi elektromotoorjõud on arvuliselt võrdne välisjõudude tööga elemendi sees üksiku positiivse laengu liigutamisel selle negatiivsest poolusest positiivsele. EMF-i märk määratakse sõltuvalt vooluallika sisselülitatud vooluahela sektsiooni suvaliselt valitud ümbersõidu suunast.
Ohmi seadus tervikliku vooluringi jaoks.
Vaatleme lihtsaimat terviklikku vooluahelat, mis koosneb vooluallikast ja takistist takistusega R. Vooluallikal, millel on emf ε, on takistus r, seda nimetatakse vooluallika sisetakistuseks. Ohmi seaduse saamiseks tervikliku vooluringi jaoks kasutame energia jäävuse seadust.
Laske laeng q läbida juhi ristlõiget aja Δt jooksul. Siis on valemi järgi välisjõudude töö laengu q liigutamisel võrdne . Voolutugevuse definitsioonist saame: q = IΔt. Seega,.
Välisjõudude töö tõttu eraldub voolu läbimisel vooluringi selle välistele ja sisemistele Joule-Lenzi seadusele teatud kogus soojust. võrdne:
Vastavalt energia jäävuse seadusele on A st = Q, seega Seega Seega on vooluallika emf võrdne vooluahela välis- ja sisesektsiooni pingelanguste summaga.
Seetõttu muudame keha temperatuuri muutes selle siseenergiat. Kui keha kuumutatakse, suureneb selle siseenergia, jahtudes aga väheneb.
Teeme katse. Kinnitame alusele õhukese seinaga messingtoru. Valage sellesse veidi eetrit ja sulgege see tihedalt korgiga. Nüüd keerame toru ümber köie ja hakkame toru sellega hõõruma, tõmmates seda kiiresti ühes või teises suunas köie sisse. Mõne aja pärast suureneb eetriga toru siseenergia nii palju, et eeter läheb keema ja tekkiv aur surub pistiku välja (joonis 60).
See kogemus näitab seda Keha siseenergiat saab muuta keha kallal tööd tehes, eelkõige hõõrdumise teel.
Muutes hõõrdumise kaudu puutüki siseenergiat, tegid meie esivanemad tuld. Puidu süttimistemperatuur on 250 °C. Seetõttu tuleb tulekahju saamiseks hõõruda ühte puutükki teise vastu, kuni nende temperatuur jõuab selle väärtuseni. Kas see on lihtne? Kui Jules Verne’i romaani “Saladuslik saar” kangelased üritasid sel viisil tuld teha, ei õnnestunud.
"Kui Nebi ja Pencroffi kulutatud energia saaks muuta soojuseks, piisaks sellest ookeanil sõitva aurulaeva katla soojendamiseks, kuid nende pingutuste tulemus oli null. kuid palju vähem kui selles operatsioonis osalejad ise.
Pärast tunnist tööd oli Pencroft higist läbimärg ja viskas nördinult puutükid minema, öeldes:
- Ära ütle mulle, et metslased teevad niimoodi tuld! Pigem usun, et suvel sajab lund. Tõenäoliselt on lihtsam oma peopesad kokku hõõrudes valgustada.
Nende ebaõnnestumise põhjuseks oli see, et tuld tuli tekitada mitte lihtsalt ühte puutükki teise vastu hõõrudes, vaid teritatud pulgaga planku puurides (joon. 61). Seejärel saate mõningase oskusega temperatuuri võlukepipesas 1 sekundiga 20 °C võrra tõsta. Ja pulga põlemiseni viimiseks kulub vaid 250/20 = 12,5 sekundit! 
Paljud meie aja inimesed “tehavad” tuld hõõrdumise teel – tikkude vastu tikutoosi hõõrudes. Kui kaua aega tagasi tikud ilmusid? Esimeste (fosfori)tikkude tootmine algas 30ndatel. XIX sajandil Fosfor süttib üsna madalal kuumusel - ainult kuni 60 ° C. Seetõttu piisas fosforittiku süütamiseks selle löömisest peaaegu igale pinnale (lähimast seinast saapa otsani). Need tikud olid aga väga ohtlikud: mürgised ja oma kerge põlemise tõttu põhjustasid sageli tulekahjusid. Turvatikud (mida kasutame tänaseni) leiutati 1855. aastal Rootsis (sellest ka nende nimi "Rootsi tikud"). Nendes tikkudes sisalduv fosfor asendatakse teiste tuleohtlike ainetega.
Seega saate hõõrdumise abil tõsta aine temperatuuri. Keha kallal tööd tegemas(näiteks pliitüki löömine haamriga, traadi painutamine ja lahti painutamine, ühe objekti liigutamine üle teise pinna või silindris oleva gaasi kokkusurumine kolviga), suurendame selle sisemist energiat. Kui keha ise teeb tööd" (siseenergia tõttu), siis keha siseenergia väheneb ja keha jahtub.
Vaatleme seda eksperimentaalselt. Võtke paksu seinaga klaasnõu ja sulgege see tihedalt auguga kummikorgiga. Selle augu kaudu hakkame pumba abil õhku anumasse pumpama. Mõne aja pärast lendab kork anumast lärmakalt välja ja anumasse ilmub udu (joonis 62). Udu tekkimine tähendab, et õhk laevas on muutunud külmemaks ja seetõttu on selle siseenergia vähenenud. Seda seletatakse asjaoluga, et anumas olev suruõhk, surudes pistiku välja, töötas selle siseenergiat vähendades. Seetõttu õhutemperatuur langes.
Keha siseenergiat saab muuta ilma tööd tegemata. Näiteks saab seda suurendada, kuumutades pliidil veekeetjat või langetades lusika klaasi kuuma tee sisse. Köetakse kaminat, milles süüdatakse tuld, päikese käes valgustatud maja katust jne. Kehade temperatuuri tõus tähendab kõigil neil juhtudel nende siseenergia tõusu, kuid see tõus toimub ilma tööd tegemata .
Keha siseenergia muutust ilma tööd tegemata nimetatakse soojusvahetus. Soojusvahetus toimub erineva temperatuuriga kehade (või sama kehaosade) vahel.
Kuidas toimub näiteks soojusülekanne, kui külm lusikas puutub kokku kuuma veega? Esiteks ületab kuuma vee molekulide keskmine kiirus ja kineetiline energia selle metalli osakeste keskmise kiiruse ja kineetilise energia, millest lusikas on valmistatud. Kuid nendes kohtades, kus lusikas veega kokku puutub, hakkavad kuuma vee molekulid osa oma kineetilisest energiast lusika osakestele üle kandma ja need hakkavad kiiremini liikuma. Veemolekulide kineetiline energia väheneb ja lusikaosakeste kineetiline energia suureneb. Koos energiaga muutub ka temperatuur: vesi jahtub järk-järgult ja lusikas soojeneb. Nende temperatuur muutub, kuni see muutub samaks nii vee kui ka lusika juures.
Osa soojusvahetuse käigus ühelt kehalt teisele kantud siseenergiast tähistatakse tähega ja kutsutakse soojuse hulk.
Q on soojushulk.
Soojushulka ei tohi segi ajada temperatuuriga. Temperatuuri mõõdetakse kraadides ja soojuse hulka (nagu mis tahes muud energiat) mõõdetakse džaulides.
Erineva temperatuuriga kehade kokkupuutel eraldab kuumem keha veidi soojust ja külmem keha võtab selle vastu.
Seega on siseenergia muutmiseks kaks võimalust: 1) tööd tegemas ja 2) soojusvahetus. Nendest meetoditest esimese rakendamisel muutub keha siseenergia tehtud töö hulga A võrra ja teise rakendamisel summa võrra, mis on võrdne ülekantava soojushulgaga Q
Huvitav on see, et mõlemad vaadeldud meetodid võivad viia täpselt samade tulemusteni. Seetõttu on võimatu kindlaks teha, millise meetodi abil see lõpptulemusena saavutati. Seega, võttes laualt kuumutatud terasest kudumisvarda, ei saa me aru, kuidas see kuumutati - hõõrdumise või kuuma kehaga kokkupuute tõttu. Põhimõtteliselt võib see olla üks või teine.
1. Nimeta kaks võimalust keha siseenergia muutmiseks. 2. Too näiteid keha siseenergia suurendamise kohta sellega tööd tehes. 3. Too näiteid keha siseenergia suurenemisest ja vähenemisest soojusvahetuse tulemusena. 4. Mis on soojushulk? Kuidas seda tähistatakse? 5. Millistes ühikutes mõõdetakse soojushulka? 6. Kuidas saab tuld teha? 7. Millal algas tikkude tootmine?
Vajutage münt või fooliumitükk papile või puutükile. Olles teinud esmalt 10, siis 20 jne liigutust ühes või teises suunas, pange tähele, mis juhtub kehade temperatuuriga hõõrdumise ajal. Kuidas sõltub keha siseenergia muutumine tehtud töö hulgast?
Internetisaitide lugejad
Tasuta elektroonilised väljaanded, füüsika raamatukogu, füüsika tunnid, füüsika programm, füüsika tunni märkmed, füüsika õpikud, valmis kodutööd
Tunni sisu tunnimärkmed toetavad raamtunni esitluskiirendusmeetodid interaktiivseid tehnoloogiaid Harjuta ülesanded ja harjutused enesetesti töötoad, koolitused, juhtumid, ülesanded kodutöö aruteluküsimused retoorilised küsimusedõpilastelt Illustratsioonid heli, videoklipid ja multimeedium fotod, pildid, graafika, tabelid, diagrammid, huumor, anekdoodid, naljad, koomiksid, tähendamissõnad, ütlused, ristsõnad, tsitaadid Lisandmoodulid kokkuvõtteid artiklid nipid uudishimulikele hällid õpikud põhi- ja lisaterminite sõnastik muu Õpikute ja tundide täiustaminevigade parandamine õpikusõpiku fragmendi uuendamine, innovatsioonielemendid tunnis, vananenud teadmiste asendamine uutega Ainult õpetajatele täiuslikud õppetunnid aasta kalenderplaanid; Integreeritud õppetunnid