Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 11313
2019-11-13 
Чтобы система совершила работу, к ней, на основании закона сохранения энергии, необходимо подвести соответствующее количество энергии. Так, чтобы газ, находящийся под поршнем в цилиндре, расширяясь, поднимал поршень, необходимо газ подогревать.
Но иногда тех же результатов можно добиться, действуя противоположным образом. Нальем воду в чугунный шар доверху и герметически закупорим его. Если теперь охладить шар ниже $0^{ \circ} С$, отняв у него тепло, то замерзающая вода разорвет чугун, то есть совершит работу.
Где же источник энергии, разрушившей шар?.
Решение:
В приведенном софизме заключено лишь кажущееся противоречие, так как в обоих случаях работа против внешних сил производится не «сама собой», «не даровым образом», а за счет какой-то энергии. В первом случае эта энергия подводится к системе извне, от нагревателя, во втором - работа произведена за счет убыли так называемой внутренней энергии тела.
Внутренняя энергия тела зависит от скоростей и взаимного расположения молекул. Это соответственно молекулярно-кинетическая и молекулярно-потенциальная составляющие внутренней энергии. При затвердевании жидкости существенным образом меняется характер движения и расположение молекул, хотя их скорости остаются практически неизменными. Молекулы в кристаллической решетке твердого тела располагаются в строгом порядке, которому соответствует минимум молекулярно-потенциальной составляющей энергии. «Излишек» энергии выделяется - это так называемая теплота затвердевания или теплота плавления. Именно за ее счет и происходит разрушение герметически закупоренного чугунного шара при замерзании налитой в него воды.
Рассмотрим еще один пример. Пока в цилиндр паровой машины поступает пар из котла, работа по перемещению поршня совершается за счет энергии, подводимой с паром из котла. Однако после так называемой «отсечки пара», когда цилиндр оказывается разобщенным с котлом, пар перемещает поршень за счет убыли внутренней энергии, а именно молекулярно-кинетической ее составляющей. При этом пар охлаждается. Работа с отсечкой позволяет полнее использовать энергию пара.
Чтобы система совершила работу, к ней, на основании закона сохранения энергии, необходимо подвести соответствующее количество энергии. Так, чтобы газ, находящийся под поршнем в цилиндре, расширяясь, поднимал поршень, необходимо газ подогревать.
Но иногда тех же результатов можно добиться, действуя противоположным образом. Нальем воду в чугунный шар доверху и герметически закупорим его. Если теперь охладить шар ниже $0^{ \circ} С$, отняв у него тепло, то замерзающая вода разорвет чугун, то есть совершит работу.
Где же источник энергии, разрушившей шар?.
Решение:
В приведенном софизме заключено лишь кажущееся противоречие, так как в обоих случаях работа против внешних сил производится не «сама собой», «не даровым образом», а за счет какой-то энергии. В первом случае эта энергия подводится к системе извне, от нагревателя, во втором - работа произведена за счет убыли так называемой внутренней энергии тела.
Внутренняя энергия тела зависит от скоростей и взаимного расположения молекул. Это соответственно молекулярно-кинетическая и молекулярно-потенциальная составляющие внутренней энергии. При затвердевании жидкости существенным образом меняется характер движения и расположение молекул, хотя их скорости остаются практически неизменными. Молекулы в кристаллической решетке твердого тела располагаются в строгом порядке, которому соответствует минимум молекулярно-потенциальной составляющей энергии. «Излишек» энергии выделяется - это так называемая теплота затвердевания или теплота плавления. Именно за ее счет и происходит разрушение герметически закупоренного чугунного шара при замерзании налитой в него воды.
Рассмотрим еще один пример. Пока в цилиндр паровой машины поступает пар из котла, работа по перемещению поршня совершается за счет энергии, подводимой с паром из котла. Однако после так называемой «отсечки пара», когда цилиндр оказывается разобщенным с котлом, пар перемещает поршень за счет убыли внутренней энергии, а именно молекулярно-кинетической ее составляющей. При этом пар охлаждается. Работа с отсечкой позволяет полнее использовать энергию пара.
