7.1
ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ СИСТЕМА.
ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ
Океаны на Земле являются крупнейшими хранилищами тепловой энергии.
Так, на протяжении миллионов лет бескрайняя гладь океанских вод подвергалась
воздействию прямых солнечных лучей. Дополнительно к этому, сотни лет океаны
поглощают выбрасываемые в атмосферу более 9/10 избыточной тепловой энергии,
вырабатываемой парниковым эффектом. В результате проведенных исследований
было определено, что за последнее десятилетие площадь каждого 1 м2
океана нагревается с мощностью 1Вт.
В результате, возникает большая разность
температур между мелководьем и
глубокими участками океанской воды, то есть внутренняя энергия
океанских вод подвергается постоянному изменению. Ученые разработали
устройство, которое преобразует
внутреннюю энергию океана в
электрическую энергию, используя
тепловую машину, которая может
работать на разнице температур
океанской воды.
- На основании какого принципа изменения внутренней энергии океана
действует эта тепловая машина?
- Каким видом источника энергии является использование внутренней
энергии океана?
Исследование-1.
За счет чего изменилась внутренняя энергия системы?
Оборудование: тонкостенная бронзовая трубка, запаянная с одного конца, пробка, эфирный
спирт, шнурок, подставка для штатива.
Ход исследования:
- Налейте в закрепленную на подставке трубку 3-4 см3 спирта. Подождав 1-2 минуты, плотно
закройте пробкой открытый конец трубки.
- Оберните один раз шнурок вокруг трубки
и, взявшись за его концы, тяните то в одну,
то в другую сторону, создавая скольжение
шнура по поверхности трубки (a).
Продолжайте этот процесс до возникновения
“необычного” явления в системе.
Обсуждение результатов:
- Какое “необычное” явление наблюдалось в системе при непрерывном трении шнура о
поверхность трубки? Как можно объяснить причину возникновения этого явления?
- Какова связь этого явления с изменением внутренней энергии системы?
Термодинамическая система.
Раздел физики, изучающий тепловые явления в макроскопических системах, называется термодинамикой. В основе
термодинамики лежат термодинамические законы, опирающиеся на большое
количество экспериментальных фактов. Эти законы отвечают на вопрос “как?”,
например, как изменяется состояние тела (твердого тела, жидкости или газа) при
нагревании (или охлаждении), в каком направлении и как передается тепло, как
изменяется температура газа при его расширении и другие. Объектами исследования термодинамики являются термодинамичекие системы.