Вначале века ученый д. джоуль впервые устано­вил закон сохранения энергии. ему удалось экспериментально доказать, что механическая энергия переходит в тепловую, тепловая в механическую в эквивалентных соотношениях. сходился всюду; энергия превращалась в тепловую или сначала в электрическую, а затем в тепло­вую, электрическая энергия в , а затем в тепловую. многочис­ленные опыты проверялись и перепроверялись. перед вами описание опы­та, проведенного джоулем, по измерению перехода потенциальной энергии силы тяжести в тепловую при падении свинцовой дроби. горсть свинцовой дроби помещалась в закрытую картонную трубку и быстро переворачива­лась так, чтобы дробь пролетела всю высоту трубки. трубку резко перево­рачивали подряд порядка 50 раз. после этого дробь высыпали в картонный стаканчик. ртутным термометром измеряли температуру дроби до и после опыта. при каждом переворачивании трубки дробь приобретает потенци­альную энергию за счет переворачивания. при падении дроби ее потенци­альная энергия превращается в кинетическую, которая при ударе о дно картонной трубки переходит в теплоту.

можно рассчитать полную потенциальную энергию и количество теп­лоты, полученное дробью в конце опыта. это неточный эксперимент и его можно усовершенствовать. в промышленности используют потенци­альную энергию поднятого молота при штамповке деталей из металла и пластмасс, а также при ковке деталей на кузнечных молотах.

ответьте на вопросы к тексту:

1. почему не обязательно в этом опыте измерять массу дроби?

2. когда дробь заканчивает свое движение, почему дно трубки должно находиться на твердой поверхности?

1.

Грязный снег в солнечную погоду тает быстрее, чем чистый, потому что тела с темной поверхностью лучше поглощают солнечное излучение и сильнее нагреваются.

2.

Дано : m = 0,2 кг, с=4200 Дж/кг×С  , Q=10 Дж ,  Δt=?

По ф-ле удельной теплоёмкости  : Q = c×m×Δt  , но  Δt - ?

Δt = Q/(c×m)=10/(4200×0,2)≈0,012 °C

ответ : Δt = 0,012 °C

3.

Дано : m = 10 кг , Q = 1,5×10^8 Дж , q - ?

По ф-ле расчёта кол-ва теплоты выделяющегося при полном сгорании топлива : Q = q×m , но q-?

q = Q/m =  1,5×10^8 / 10 = 15×106 Дж/кг

ответ : q = 5 МДж/кг

4. Решение во вложении.

5.

Дано : l = 100м , S = 0,5 мм² , U = 6,8 В , p = 0,017 Ом×мм²/м , I -?

I = U×S/p×l

I = 6,8×0,5/0,017 × 100 ≈ 2А

ответ : I ≈ 2А

6.

Дано : t = 30 c, U = 24В , I = 0,5 А, Q - ?

По  закону Джоуля-Ленца : Q = I²×R×t

R=U/I=24/0,5А = 48Ом ,  Q=0,5²×48О×30 = 360 Дж

ответ : Q = 360 Дж

1.

Грязный снег в солнечную погоду тает быстрее, чем чистый, потому что тела с темной поверхностью лучше поглощают солнечное излучение и сильнее нагреваются.

2.

Дано : m = 0,2 кг, с=4200 Дж/кг×С  , Q=10 Дж ,  Δt=?

По ф-ле удельной теплоёмкости  : Q = c×m×Δt  , но  Δt - ?

Δt = Q/(c×m)=10/(4200×0,2)≈0,012 °C

ответ : Δt = 0,012 °C

3.

Дано : m = 10 кг , Q = 1,5×10^8 Дж , q - ?

По ф-ле расчёта кол-ва теплоты выделяющегося при полном сгорании топлива : Q = q×m , но q-?

q = Q/m =  1,5×10^8 / 10 = 15×106 Дж/кг

ответ : q = 5 МДж/кг

4. Решение во вложении.

5.

Дано : l = 100м , S = 0,5 мм² , U = 6,8 В , p = 0,017 Ом×мм²/м , I -?

I = U×S/p×l

I = 6,8×0,5/0,017 × 100 ≈ 2А

ответ : I ≈ 2А

6.

Дано : t = 30 c, U = 24В , I = 0,5 А, Q - ?

По  закону Джоуля-Ленца : Q = I²×R×t

R=U/I=24/0,5А = 48Ом ,  Q=0,5²×48О×30 = 360 Дж

ответ : Q = 360 Дж