Ідеальний одноатомний газ ізохорно нагрівається так, що його внутрішня енергія зростає на 3 кДж. Визначте тиск газу після нагрівання,якщо об’єм газу 4 л, а початковий тиск300 кПа.
Опытным путем установлено, что сила трения зависит от силы давления тел друг на друга (силы реакции опоры), от материалов трущихся поверхностей, от скорости относительного движения и не зависит от площади соприкосновения. (это можно объяснить тем, что никакое тело не является абсолютно ровным. по-этому истинная площадь соприкосновения гораздо меньше наблюдаемой. кроме того увеличивая площадь мы уменьшаем давление тел друг на друга.) величина, характеризующая трущиеся поверхности называется коэффициентом трения, и обозначается чаще всего латинской буквой «k» или греческой буквой «ој». она зависит от природы и состояния трущихся поверхностей. кроме того, коэффициент трения, вообще говоря, зависит от скорости. впрочем чаще всего эта зависимость выражена слабо, и если большая точность измерений не требуется то k можно считать постоянным.
Для теплопроводности необходим контакт тел, между которыми будет происходить теплопередача. При этом температура тел должна быть разной, т. е. они не должны находится в состоянии теплового равновесия.
В основе теплопроводности лежит молекулярный механизм: молекулы с большей кинетической энергией передают ее молекулам с меньшей кинетической энергией. Т. е. более быстрые молекулы толкают более медленные, при этом их скорость выравнивается.
С теплопроводности может происходить передача энергии между частями одного тела.
Теплопроводность вещества как проводить тепло зависит от молекулярно-атомного строения вещества. Например, металлы хорошо проводят тепло, а газы – нет, т. к. в последних молекулы находятся далеко друг от друга.
При теплопроводности теплопередача происходит за счет передачи энергии, но не переноса вещества. При конвекции теплопередача осуществляется с переноса вещества.
Поэтому конвекция не может происходить в твердых веществах. Она происходит только в газах и жидкостях. Теплопроводность может происходить и в твердых телах, и в жидкостях, и в газах.
Без частиц вещества теплопроводность и конвекция невозможны. Отличие между ними в том, что при конвекции происходит перемещение больших групп частиц.
Конвекция бывает вынужденной (когда для ее появления действует внешняя сила) и естественной (подчиняющейся физическим законам). Например, нагретый газ легче холодного, поэтому поднимается вверх, – это пример естественной конвекции. Действие ветра или вентилятора создают вынужденную конвекцию.
Теплопередача за счет излучения имеет электромагнитную природу и может происходить в вакууме. Если для теплопроводности необходим контакт тел, для конвекции – перенос вещества между телами, то для теплопередачи путем излучения не требуется ни того, ни другого. Именно излучение как вид теплопередачи доставляет нам энергию от Солнца, за счет которой и «живет» Земля.
Интенсивность излучения зависит от цвета тела, которое излучает или поглощает тепло. Более темные предметы излучают и поглощают энергию посредством излучения больше, чем светлые. Теплопроводность же не зависит от цвета, а зависит от плотности вещества.
