Сопровождая нас повсюду, играют огромную роль в нашей жизни. Правда, мы не замечаем этого за повседневными заботами и чаще всего стремимся свести действие трения к минимуму. Подшипники, смазочные материалы, обтекаемые формы — все это и многое другое позволяет вести успешную борьбу с различными видами трения. На это уходит много сил и средств, благодаря чему сложилось мнение о вреде трения, о том, что если бы трение вдруг исчезло, то человек остался бы только в выигрыше. Но так ли это? Это далеко не так, ведь трение — и наш враг, и наш союзник. В каких-то случаях отсутствие трения грозит большими неприятностями (например, торможение автомобилей происходит только за счет сил трения, возникающих между колодками и барабаном), а в каких-то случаях даже минимальные силы трения оказывают самое вредное воздействие (например, в механических часах и тонких научных приборах). Однако, чтобы понять все значение трения, необходимо его «выключить» и проследить за будущими событиями. Итак, каким будет мир без сухого и вязкого трения всех видов? Мы не сможем ни ходить, ни передвигаться никаким другим Ведь во время ходьбы подошвы наших ног испытывают трение с полом, а без трения мы будем чувствовать себя хуже, чем на самом гладком льду в самой скользкой обуви. Ни один предмет (в том числе и мы) не сможет находиться на одном месте. Ведь все, что лежит на столе, полу или просто земле, удерживается трением покоя. А что же будет происходить? Все тела начнут двигаться, стремясь достичь самой низкой точки. На Земле почти невозможно создать идеально горизонтальную поверхность, даже ровные лабораторные столы или станины станков имеют уклоны в тысячные доли градуса. Но в мире без трения тела придут в движение даже на таких плоскостях. Понятно, что о транспорте и вообще о работе любых механизмов и говорить не приходится. Тормозные колодки, шкивы и ремни, шины и дорога — ничего из этого не будет испытывать взаимное трение, а значит, и не будет работать. Да и самих-то машин не станет — из них выкрутятся все болты и открутятся все гайки, так как они удерживаются только благодаря силам трения в резьбе. Исчезни вдруг трение, наши дома в мгновение ока рассыплются — раствор не будет больше держать кирпичи, вбитые гвозди вылезут из досок, ведь они держатся там только за счет трения! Целыми останутся только сварные или клепаные металлические конструкции. Без трения исчезнут и многие другие привычные нам вещи. Из веревок нельзя будет вязать узлы — они будут расползаться. Все тканые материалы разойдутся на отдельные нити, а нити распадутся на составляющие их мельчайшие волокна. Такая судьба ожидает также металлические и веревочные сетки. Катастрофические изменения ждут природу — сам облик Земли изменится до неузнаваемости. Волны, возникающие в океане, никогда не утихнут, а в атмосфере будут дуть постоянные ветры страшной силы — ведь трения между отдельными слоями воды и воздуха нет, а значит, ничто не мешает им очень быстро двигаться относительно друг друга. Реки выйдут из своих берегов, и их воды понесутся с большой скоростью по равнинам. Горы и холмы начнут рассыпаться на отдельные глыбы и песок. Деревья, корни которых держатся в земле только из-за трения, сами по себе начнут выкорчевываться и поползут в поисках самой низкой точки. Да, нашему взору предстанет страшная картина: горы, деревья, огромные глыбы, да и сама почва будут ползти, перемешиваясь, до тех пор, пока не найдут точку равновесия. Если пропадет сила трения, то наша планета станет гладким шариком, на котором не будет ни гор, ни впадин, ни рек, ни океанов — все это сломается, вытечет, перемешается и свалится в одну кучу. А сильные, ни на минуту не утихающие ветры будут подхватывать пыль и носить ее над планетой. Жизнь в таких условиях вряд ли будет возможна... Поэтому нельзя говорить о трении как о вредном физическом явлении. Да, часто просто жизненно необходимо свести трение к минимуму, но нередко нужны и максимально возможные силы трения, потому что трение — одновременно и враг, и друг.
2. Ванну объемом 100 л необходимо заполнить водой, имеющей температуру ЗО ° С, используя воду с температурой 80 ° С и лед, температура которого -20 ° С. Найти массу льда, который придется положить в ванной. Теплоемкостью ванны и потерями тепла пренебречь.
3. В калориметр находится 1 кг льда при температуре -40 ° С. В калориметр впускают 1 кг пара при температуре 120 ° С. Определить температуру, которая установилась, и фазового состояния системы. Нагреванием калориметр пренебречь.
4. В кастрюлю налили холодную воду с температурой 10 ° С и поставили на плиту. Через 10 мин вода закипела. Через какое время она полностью испарится?
5. Под колоколом воздушного насоса находится вода, масса которой 40 г, а температура 0 ° С. Воздух из-под колокола быстро откачивается. Благодаря интенсивному испарению части воды (насос откачивает пару), вода, осталась, замерзает. Определите массу образовавшегося льда, если его температура также 0 ° С.
6. Определить массу воды, которая может быть преобразована в лед при 0 ° С испарением эфира, масса которого 0,1 кг, а температура 20 ° С. Теплообмен происходит только между эфиром и водой. Начальная температура воды также равен 20 ° С. Удельная теплота испарения эфира 3,8 • 10 В5 Дж / кг, удельная теплота плавления льда 3,3 • 10 В5 Дж / кг, удельная теплоемкость эфира 2100 Дж / (кг • К).
18,8гПа=18800000000Па
1.6кПа=1600Па