Примеры перехода механической энергии во внутреннюю и наоборот
Пример 3. Теперь перейдем к основной части нашей сегодняшней темы и вспомним, каким образом механическая энергия может переходить во внутреннюю. Происходит этот процесс путем совершения механической работы над телом, например, при сгибании и разгибании проволоки она будет нагреваться, при нескольких ударах молотка о наковальню нагреется и молоток, и наковальня.
Пример 4. Возможен и обратный процесс, когда внутренняя энергия будет переходить в механическую. Например, подобные процессы происходят в двигателе внутреннего сгорания (рис. 6). Принцип работы двигателя внутреннего сгорания основан на преобразовании энергии сгорания топлива в механическую энергию движения поршней, которая затем через передаточные механизмы преобразуется в энергию вращения колес автомобиля.
Рис. 6. Двигатель внутреннего сгорания
Аналогичный принцип превращения внутренней энергии в механическую происходит и в паровых двигателях (рис. 7).
Рис. 7. Паровой двигатель на паровой машине
История изучения преобразования механической и тепловой энергии
Вопросами преобразований механической и внутренней энергий очень активно занимались в XIX веке. Основные исследования были проведены следующими учеными.
Немецкий ученый Юлиус Майер (рис. 8) показал в своих экспериментах, что возможны взаимные превращения внутренней и механической энергий и что изменения внутренней энергии в таких процессах эквивалентно совершенной работе.
|
|
|
Рис. 8. Юлиус Майер (1814-1878)
Отдельный интерес составляет работа английского ученого Джеймса Джоуля (рис. 9), который с помощью ряда экспериментов получил доказательство того, что между совершенной над телом работой и его изменением внутренней энергии существует точное равенство.
Рис. 9. Джеймс Джоуль (1819-1889)
Особый интерес представляет тот факт, что 1843 году французский инженер Густав Гирн (рис. 10) с помощью серии своих экспериментов попытался развенчать то, что доказывали Майер и Джоуль, но результаты его экспериментов только еще раз доказали соответствие в превращениях механической энергии во внутреннюю.
Рис. 10. Густав Гирн
Закон сохранения энергии
Для возможности корректного описания процессов теплообмена важно, чтобы система, в которой они происходят, была теплоизолированной и внешние теплообменные процессы не влияли на тела, находящиеся в рассматриваемой системе (рис. 11).
Рис. 11. Замкнутая система
В таком случае выполнен закон сохранения энергии: если система является замкнутой и теплоизолированной, то энергия в этой системе остается неизменной.
Замечание. Данный закон еще очень часто именуют основным законом природы.
|
|
|
Сегодня мы поговорили о взаимных превращениях различных типов механической энергии друг в друга: механической в тепловую, тепловой в механическую. Кроме того, мы рассмотрели важнейший закон физики – закон сохранения энергии.
Домашнее задание: просмотреть видео https://youtu.be/JGdEo-S9qRs , читать пар. 17, 18, 20, подготовить проект «Влияние тепловых машин на экологию».
Дата добавления: 2020-12-22; просмотров: 553; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!