Тепловые Явления

Задание №7. Распознавание Физических Явлений

№2. Задание 7

ID: 00048969

Замёрзшие руки можно согреть, потерев их друг о друга. Но можно для согревания подставить руки под струю тёплой воды. Какими способами передаётся энергия к замёрзшим рукам в двух описанных случаях?

Источник: ВПР 2021

Решение

Обе ситуации знакомы каждому. Руки в итоге теплеют одинаково, но физика разная, давай отделим одну от другой.

Случай первый, руки трутся. Посторонних тёплых предметов рядом нет. Ты двигаешь ладони, мышцы работают, и между ладонями возникает сила трения. Она совершает работу, и механическая энергия движения превращается во внутреннюю энергию кожи. Этот способ называют совершением работы.

Случай второй, струя воды. Здесь уже ничего тереть не нужно. Вода теплее рук, поэтому её частицы при столкновениях передают энергию частицам кожи. Это теплопередача, а конкретно теплопроводность на границе кожи и воды. Вода при этом ещё и сама постоянно обновляется, поэтому охладиться у неё не получается.

Количество теплоты, которое получают руки, можно описать знакомой формулой:

$Q=cm\Delta t$

Здесь $\Delta t$ — на сколько градусов нагреется кожа, $$c$$ и $$m$$ — её удельная теплоёмкость и масса.

Проверим себя двумя вопросами. Двигается ли тело под действием силы? Есть ли рядом тело теплее? Для трения первое да, второе нет. Для струи первое нет, второе да. Два разных набора ответов, значит, и способы разные.

Ответ

Когда трёшь руки, их внутренняя энергия растёт за счёт совершения работы, а под тёплой водой — за счёт теплопередачи (теплопроводности от воды к коже).

Другие задания по теме «Тепловые Явления» (8)