ГДЗ по физике, 8 класс, Перышкин, номер p241.3: Задачи для повторения. Тепловые явления

План решения:

Для ответа на вопрос необходимо проанализировать процесс сверления с точки зрения термодинамики. Внутренняя энергия тела может изменяться двумя способами: путём теплопередачи (нагревание от более горячего тела) или путём совершения работы над телом (или самим телом). Нужно определить, какой из этих процессов доминирует при механической обработке металла.

Вычисление и анализ:

При сверлении стальной детали происходит интенсивное трение между режущей кромкой сверла и металлом. Чтобы преодолеть это трение, сверло совершает работу. Согласно первому началу термодинамики, работа сил трения приводит к превращению механической энергии во внутреннюю энергию системы «сверло + деталь».

В результате этого процесса температура детали повышается. Поскольку температура является мерой средней кинетической энергии молекул, повышение температуры означает увеличение внутренней энергии вещества. Этот процесс не является теплопередачей в классическом понимании (когда тепло переходит от одного тела к другому из-за разницы температур), а представляет собой изменение внутренней энергии именно за счёт совершения работы внешними силами (трением).

Проверка и выбор варианта:

Рассмотрим предложенные варианты:

• 1) увеличилась за счёт теплопередачи — неверно, так как основной механизм нагрева здесь — работа сил трения, а не передача тепла от другого нагретого тела.
• 2) увеличилась за счёт совершения работы — верно. Работа по преодолению трения переходит во внутреннюю энергию, нагревая деталь.
• 3) уменьшилась за счёт совершения работы — неверно, так как работа совершается над деталью (со стороны сверла), что ведёт к росту энергии, а не её падению.
• 4) уменьшилась за счёт теплопередачи — неверно, деталь нагревается, а не охлаждается.

Таким образом, правильный ответ соответствует второму варианту.