Физика 8 класс учебник Перышкин, Иванов - страница 88

Тип: ГДЗ, Решебник.
Авторы: Перышкин И. М., Иванов А. И.
Часть: без частей.
Год: 2026.

Серия: (ФГОС).
Издательство: Просвещение.

   Таким образом, внутренняя энергия топлива сначала перешла во внутреннюю энергию пара, затем пар, расширяясь, совершил механическую работу, и часть его внутренней энергии превратилась в кинетическую энергию пробки.
   Важно отметить, что при этом:
   1) часть энергии теряется на нагревание окружающей среды;
   2) для передачи энергии от нагревателя воде необходимо, чтобы температура воды была ниже температуры нагревателя;
   3) в рассмотренном опыте газ может совершить работу лишь один раз.
   Для того чтобы газ мог совершать работу многократно, систему необходимо возвращать в первоначальное состояние. Если пробирку заменить металлическим цилиндром, а пробку — поршнем, хорошо пригнанным к стенкам цилиндра, то получим простейшую модель теплового двигателя.

   Тепловым двигателем называют машину, в которой внутренняя энергия топлива превращается в механическую энергию.

   Такой двигатель был изобретён в конце XVII века. В России первый поршневой двигатель был создан в 1765 г. Иваном Ивановичем Ползуновым (1728–1766). В дальнейшем тепловой двигатель был усовершенствован Джеймсом Уаттом.

Номер 1.

Как экспериментально подтвердить возможность совершения механической работы нагретым паром?

Ответ:

   Для экспериментального доказательства того, что нагретый пар способен совершать механическую работу, предлагается следующий опыт. Необходимо взять пробирку с небольшим объемом воды и герметично закрыть ее пробкой. Затем пробирку следует подвергнуть нагреву, используя спиртовку или иной источник тепла.
   В процессе нагревания вода будет переходить в парообразное состояние, что приведет к увеличению давления пара внутри пробирки. Когда давление пара достигнет критического значения, он сможет преодолеть силу, удерживающую пробку, и вытолкнуть ее.
   В данном случае, нагретый пар выполняет механическую работу, сообщая пробке кинетическую энергию. Это демонстрирует преобразование внутренней энергии пара в механическую энергию движения.

Номер 2.

Какие превращения энергии происходят в опыте, изображённом на рисунке 47?

Ответ:

   Эксперимент по нагреванию воды в закрытой пробирке демонстрирует последовательные преобразования энергии. Начальный этап это сгорание топлива (например, спирта), в результате которого химическая энергия превращается в тепловую. Затем тепловая энергия передается воде, увеличивая ее внутреннюю энергию. Далее, часть этой внутренней энергии используется для испарения воды, образуя пар, который также обладает внутренней энергией.
   По мере увеличения количества пара, его давление нарастает, и внутренняя энергия пара начинает преобразовываться в механическую работу, выталкивая пробку из пробирки. В момент отрыва пробки, совершённая механическая работа трансформируется в кинетическую энергию пробки.
   Важно отметить, что часть энергии неизбежно теряется, рассеиваясь в виде тепла в окружающую среду.

Номер 3.

Какие двигатели называют тепловыми?

Ответ:

   Определение гласит, что тепловой двигатель — это машина, где внутренняя энергия топлива трансформируется в механическую энергию.
   Основные принципы его работы таковы: топливо (например, уголь, газ, нефть) служит источником тепла при сгорании. Затем это тепло нагревает рабочее тело (газ или пар), превращая внутреннюю энергию в тепловую, которая, в свою очередь, используется для совершения механической работы. Для постоянного выполнения работы система должна проходить через повторяющиеся циклы, возвращаясь в начальное состояние.
   К таким двигателям относятся паровая машина Джеймса Уатта, автомобильный двигатель внутреннего сгорания и турбины на тепловых электростанциях.

Конец страницы